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Full text of "La télégraphie sans fils"

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LA 

r r_ 



TELEGRAPHIE 



SANS FILS. 



27371. — Imp. Gauthicr-Yillars, 55, quai des Grands- Augustins. 



ACTUALITES SCIENTIFIQUES. 



TÊLÉGRAP 

SANS FILS 



André BROCA. 

mfessdur agré(é de Phyalqué à Is FacuLt 



PARIS, 

GAUTHIER-VILLARS, IMPRIMEUI 

H DES ACTUALITÉS SGIENTIF 
Qnai deg Grandi- AnEmlini, 55. 



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AVANT-PROPOS. 



Ceci est un Livre destiné à ceux qui, sans 
être des spécialistes, sont curieux cependant 
des progrès de la Science, et à ceux aussi qui 
veulent être au courant des progrès récents réa- 
lisés dans ses applications. Tout le monde a plus 
ou moins lu dans son journal des comptes ren- 
dus plus ou moins fantaisistes, plus ou moins 
enflés, des résultats obtenus par les uns et les 
autres au moyen des procédés merveilleux de 
la Télégraphie sans fils. Bien des lecteurs ont 
pris cela pour des canards de journaliste et 
sont restés incrédules; ils ont été excusables, 
vu ;^le style de certaines de ces productions. 
D'autres ont été crédules, mais eifrayés par 
l'apparence de sorcellerie des résultats annon- 
cés. D'autres enfin ont lu, dans des journaux 
autorisés, des comptes rendus sérieux d'ex- 
périences consciencieusement faites, et ils 



VI AVANT-PROPOS. 

ont enregistré une brillante conquête de plus 
de notre fin de siècle; mais, pour ces derniers 
eux-mêmes, un certain malaise, a persisté, car 
ils ne comprennent pas, en général, le fond 
des choses. C'est qu'au milieu du tourbillon 
d'affaires publiques et privées où nous vivons, 
les savants ont amassé depuis un siècle, dans 
le silence du laboratoire, un merveilleux en- 
semble de résultats sur TOptique, l'Élasticité 
et l'Electricité, et ils ont péniblement édifié 
un des plus admirables monuments du génie 
humain, la théorie électromagnétique de la 
lumière. Il y a deux ans encore, cette théorie 
semblait devoir rester l'apanage de quelques 
philosophes. Mais maintenant la pratique 
s'est emparée des résultats essentiels de ces 
hautes conceptions, et elle en a fait un instru- 
ment susceptible d'un grand nombre d'applica- 
tions : il faut donc travailler à rendre accessible 
à tous cette théorie qui devient utile. C'est un 
des buts que j'ai tâché d'atteindre dans ces 
quelques pages. 

J'ai tâché aussi de montrer que tout se tient 
dans nos connaissances, et quelle liaison il 
y avait entre les phénomènes de Tancienne 
Télégraphie et ceux de la nouvelle. Cela m'a 
permis de décrire au début quelques appareils 



AVANT-PROPOS. Vil 



utilisés dans la Télégraphie sans fils, et d'aller 
ainsi du simple au complexe. 

Je veux prévenir le lecteur que je ne me 
suis nullement astreint à suivre Tordre chrono- 
logique, qui dans cette question oblige à. des 
longueurs et à des redites, et masque la saisis- 
sante simplicité des faits. C'est ainsi que j'ai 
décrit certaines expériences de M. Blondlot 
avant celles de Hertz, parce qu'elles marquent 
le passage insensible de la Télégraphie par fils 
à la Télégraphie sans fils. 

Enfin je terminerai cet avant-propos en 
avouant que certains points de la théorie sont 
encore mal connus. J'ai donné à leur sujet 
mon avis, qui n'est certainement pas celui de 
tous. Je citerai en particulier ce que je dis sur 
le rôle de l'antenne. Mais ce sont là des points 
de détail, qui ne touchent en rien à l'œuvre 
des trois grands génies que la postérité réu- 
nira dans la même auréole de gloire, malgré 
les nationalités diverses auxquelles ils apparte- 
naient pendant leur vie : Fresnel, Maxwell et 
Hertz. C'est leur œuvre que je me suis efforcé 
de vulgariser. 

Septembre 1899, 



LA 



TÉLÉGRAPHIE 



SANS FILS. 



CHAPITRE I. 

QUELQUES MOTS SUR LA TÉLÉGRAPHIE PAR FILS. 

1. Plan de cet Ouvrage. — Le procédé le 
plus rationnel pour se rendre compte de la Té- 
légraphie sans fils, c'est de suivre les progrès 
successifs du transport d'énergie à distance, 
et de voir quelles modifications l'énergie a 
subies pour passer des formes anciennement 
connues à la forme actuellement mise en œuvre. 
Nous étudierons tout cela au moyen des phé- 
nomènes de la Télégraphie par fils, qui nous 
mèneront d'étape en étape jusqu'à ceux de la 
Télégraphie sans fils. 

2. Un mot d'histoire au sujet delaTélégraphie. 
Lesage. Ampère. Morse. — On peut dire que 

B. 1 



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2 CHAPITRE I. 

le premier transport d'énergie à distance a été 
réalisé par le premier qui produisit une étin- 
celle entre les pointes d'un excitateur en tour- 
nant la manivelle d'une machine électrique ; 
mais il a fallu la découverte de l'action des 
courants sur les aimants pour permettre de 
concevoir la possibilité d'une transmission 
télégraphique régulière. A ce moment, l'idée 
était naturelle; aussi, très peu après la décou- 
verte d'Œrsted, Ampère proposa-t-il à l'Aca- 
démie des Sciences un système de télégraphie 
composé d'autant de fils qu'il y avait de lettres, 
chacun de ces fils passant à son extrémité au 
voisinage d'un aimant. En envoyant le courant 
dans un de ces fils, à la station de départ, on 
faisait mouvoir l'aimant correspondant à la 
station d'arrivée; il y avait donc possibilité 
d'établir ainsi un système complet de Télégra- 
phie. Mais c'est là un procédé qui aurait né- 
cessité, pour une exploitation véritable, une dé- 
pense de fils tout à fait inadmissible. 

Ce système avait été proposé sous une forme 
peu différente, dès 1774, par Lesage. Celui-ci 
employait les mêmes fils, aussi bien isolés que 
possible, et les excitait au moyen d'une ma- 
chine statique. Un électroscope placé au bout 
de chacun d'eux remplaçait l'aiguille aimantée 



QUELQUES MOTS SUR LA TÉLÉGRAPHIE PAR FILS. 3 

d'Ampère. Le procédé n'aurait pas d'ailleurs 
permis d'aller bien loin, à cause des pertes 
considérables, d'une part, de la capacité trop 
grande d'un fil de longueur notable et du 
faible débit de la machine statique, d'autre 
part. L'idée d'Ampère était au moins appli- 
cable. Il est probable que si l'on avait cherché 
à ce moment à l'appliquer en grand, on aurait 
subi bien des mécomptes, car la notion de ré- 
sistance électrique n'existait pas encore, et il 
aurait fallu de grandes dépenses pour arriver 
j par tâtonnements à trouver un fil de grosseur 

convenable. D'ailleurs, les piles de cette 
t époque étaient insuffisantes pour un service 

régulier. 
Aussi n'est-ce que bien des années plus 
^ tard, longtemps même après l'invention de 

* Télectro-aimant, que Morse créa le premier 

ï système réellement pratique. Dans ce système, 

une clef sert à fermer un circuit électrique 
comprenant une pile. Quelle que soit la lon- 
gueur de la ligne, le courant s'y établissant 
' pourra actionner un électro-aimant à l'arrivée, 

i à condition qu'il puisse atteindre l'intensité 

' nécessaire pour soulever le poids de Tarma- 

ï lure de fer doux et vaincre les résistances 

passives. 



4 CHAPITRE I. 

3. Régime permanent et régime variable. 

— On peut traiter le problème, tout d'abord 
en considérant ce qui se passe quand le cou- 
rant est établi, c'est-à-dire en négligeant ce 
qui se passe pendant le temps exigé par le 
courant pour passer de la valeur à la va- 
leur qu'il doit prendre dans le circuit formé 
par la pile, la ligne et les appareils. Dans le 
cas des lignes télégraphiques ordinaires, cela 
est légitime. Nous verrons que dans le cas 
des lignes terrestres un peu longues, et sur- 
tout dans celui des lignes sous-marines, cela 
devient absolument insuffisant, car le temps 
de la période variable que nous venons d'in- 
diquer devient sensible pratiquement dans les 
premières, et assez long dans les secondes pour 
troubler profondément l'envoi des dépêches. 

Nous allons tout d'abord donner des indi- 
cations sur le régime permanent. Nous revien- 
drons ensuite sur une description succincte 
des appareils de la Télégraphie ordinaire, car 
il y en a parmi eux qui sont en usage dans 
la Télégraphie sans fils, et qui nous intéressent 
à ce point de vue. Il nous semble aussi que 
la Télégraphie sans fils ouvre des horizons 
nouveaux sur les appareils possibles à em- 
ployer même dans le cas de la Télégraphie 



QUELQUES MOTS SUR LA TÉLÉGRAPHIE PAR FILS. 5 

par fils. Peut-être y aura-t-il moyen, en perfec- 
tionnant les appareils que nous décrirons 
ultérieurement, de simplifier ceux qui sont 
actuellement utilisés dans la Télégraphie ordi- 
naire, tout en conservant à celle-ci tous les 
avantages qui lui assurent certainement encore 
une longue vie, malgré les propriétés remar- 
quables de la Télégraphie sans fils. 

Il est donc intéressant de dire un mot du 
régime permanent si souvent employé mainte- 
nant, pour en voir les inconvénients et discuter 
les manières d'y remédier. 

4. Régime permanent. Loi de Ohm. — En ré- 
gime permanent, tout se passe comme dans les 
lignes de transport d'énergie électrique. Si une 
force électromotrice E est fermée sur une résis- 
tance R, il passe un courant d'une intensité 

I = ~ : c'est la loi de Ohm. En même temps il 

y a une consommation d'énergie dans la ligne 
égale à PR, d'après la loi de Joule. Il faut 
donc consentir, pour envoyer un signal télégra- 
phique par un courant établi dans un fil, à 
perdre une grande quantité d'énergie qui est 
dégradée en chaleur le long de la ligne. 
Les appareils récepteurs nécessitent tou- 

1. 












rv>- 






6 CHAPITRE I. 

jours, en efTel, pour fonctionner, un minimum 
d'intensité de courant. La ligne a une résis- 
tance déterminée par les conditions écono- 
miques du problème, car on emploie générale- 
ment des fils de fer de 4°*™ de diamètre, le 
bronze étant trop coûteux, et des fils de fer 
plus gros étant également trop coûteux. On 
doit compter dans ce cas sur 8 à 10 ohms 
environ au kilomètre. Il faut, pour faire fonc- 
tionner les appareils Morse que nous allons 
décrire tout à l'heure, des courants de 10 à 
15 milliampères. Donc une ligne de lOO""" de- 
vra être actionnée par une pile de 50 volts 
environ, car les récepteurs ont une résistance 
de 500 à 1000 ohms environ. On est en effet 
obligé de donner à ceux-ci une assez grande 
résistance, puisqu'il faut arriver à obtenir 
des électro-aimants assez puissants avec des 
intensités peu considérables. Nous ne pou- 
vons entrer ici dans le calcul, très simple 
d'ailleurs, du meilleur enroulement à donner 
aux électro-aimants étant donnée la résistance 
consentie de la ligne. C'est le problème gé- 
néral du galvanomètre. On obtient la plus 
grande sensibilité, pour une pile donnée, quand 
la résistance de l'appareil récepteur est égale à 
la résistance de la ligne. 



QUELQUES MOTa SUR LA TÉLÉGRAPHIE PAR FiLS. 7 

Les éléments de pile les plus employés pour 
les services télég^raphiques sont les Leclanché 
pour les lignes peu chargées, et les éléi 
au sulfate de cuivre pour les lignes 
chargées. Actuellement, on emploie dans 
grands centres des dynamos avec ou sans 
cumulateurs. Le prix de revient de l'én^ 
est ainsi diminué quand l'énergie empli^ 
est assez considérable. Nous verrons au ■ 
traire que pour la Télégraphie sans 
des éléments en petit nombre, mais à 
débit. 




1. 



5. Relais. — La Télégraphie par fils utl 
assez mal l'énergie, puisqu'une grande pi 
de cette énergie est transformée dans le f 
chaleur de Joule. C'est pour cela d'ailll 
que l'on réduit aux faibles valeurs citéesT 
dessus les intensités employées pourJ 
transmissions dans les lignes. Mais ces F 
rants seraient insuffisants pour faire foncll 
ner les appareils enregistreurs que compT 
le système de Télégraphie Morse, et qui I 
également employés dans la Télégraphie ! 
fils. On les emploie alors à faire fonctionnef 
petit électro-aimant appelé relais, dont toi 
travail se borne à fermer le circuit d'une 



r A 



8 CHAPITRE I. 

locale. Le courant de celle-ci passera simple- 
ment dans les appareils de la station, sans 
avoir à vaincre la résistance considérable, et 
inutile au point de vue de l'enregistrement, de 
la ligne elle-même. On obtient donc ces cou- 
rants relativement intenses avec une force 
électromotrice beaucoup moindre, donc avec un 
nombre d'éléments en série beaucoup moindre 
aussi. Ces relais sont employés dans la Té- 
légraphie sans fils. 

Nous voyons apparaître immédiatement les 
deux inconvénients graves de la Télégraphie 
par fils : la dépense considérable occasionnée 
par les fils et leur pose, et la dépense, considé- 
rable aussi, nécessaire pour entretenir dans 
les fils le courant qui fait fonctionner le relais. 

Les relais sont même employés d'une autre 
façon encore. Quand une ligne est très longue, 
on la divise en plusieurs sections. Chacun des 
postes qui forment ces sections comprend une 
pile et un relais. Le courant envoyé d'une 
station à une autre station séparée d'elle par 
un poste de relais ne fait donc que fermer, en ce 
poste, le circuit de la pile qui s'y trouve, et 
c'est ce nouveau courant qui transporte plus 
loin le signal. 

Ceci se fait d'ailleurs avec une perte de 



QUELQUES MOTS SUR LA TÉLÉGRAPHIE PAR FILS. 'J 

temps due à ce que le fonctionnement des 
électro-aimants n'est pas immédiat. Nous 

i-ai«nna Hp ff, ppiaivl Han« nn Chu. 



10 CHAPITRE I. 

Dans ces conditions, Tautre extrémité de la 
ligne étant, au poste d'arrivée, réunie à un 
appareil récepteur et à la terre, le circuit se 
trouve fermé toutes les fois qu'on abaisse le 
levier de la clef de Morse. On peut ainsi en- 
voyer des signaux qui durent un temps plus 
ou moins long suivant que la clef est main- 
tenue abaissée plus ou moins longtemps. 

La rupture du courant est maintenue au 
repos par un ressort R. Dans cette position, 
le levier maintient la ligne fermée sur l'appa- 
reil récepteur de la station, le bouton V étant 
en contact avec E, qui communique avec ce 
récepteur. 

7. Alphabet Morse. — Les lettres sont repré- 
sentées par des successions conventionnelles 
de fermetures de circuit longues ou brèves. 
Les signaux longs se nomment des traitSy nom 
emprunté à l'appareil récepteur que nous allons 
décrire, et les signaux courts se nomment des 
points. On a choisi les signaux; les plus simples 
pour les lettres les plus fréquemment em- 
ployées, de manière à réduire le temps des 
communications. 

Nous donnons ci-dessous le tableau de l'al- 
phabet Morse : ' 



QUELQUES MOTS SUR LA TÉLÉGRAPHIE PAR FILS. 1 I 



TABLEAU DES LETTRES. 



a 

b 

c 

ch 

d 

e 

é 

f 

9 
h 

m 

l 

J 
k 

l 



in 
n 



P 

Q 
r 

s 

t 

u 

V 

w 

X 

y 



8. Récepteur de Morse. — L'appareil récep- 
teur de Morse se compose d'un électro-aimant E 
{fig. 2), qui attire une pièce de fer doux toutes 
les fois qu'il est parcouru par un courant. Un 
ressort antagoniste R ramène cette pièce au 
repos toutes les fois que le courant est rompu . 
On peut facilement enregistrer ces mouve- 
ments avec leur durée, de manière à conser- 
ver une trace écrite des dépèches. 

Pour cela, un mouvement d'horlogerie fait 



QUELQUES MOTS SUR LA TÉLÉGRAPHIE PAR FILS. 13 

défiler une feuille de papier avec une vitesse 
constante au-devant d'une pointe C mue parle 
contact de Félectro-aimant. Celle-ci, se trou- 
vant au-dessous de la bande de papier, la sou- 
lèvera quand Télectro-aimant fonctionnera. 
Au-dessus et à une petite distance se trouve 
une molette M mue par le mouvement d'hor- 
logerie et qui est constamment en contact avec 
un tampon T en forme de roulette, imbibé 
d'encre grasse. La pointe, commandée par 
l'électro-aimant, appuie alors, toutes les fois 
qu'elle est soulevée et pendant tout le temps 
de son soulèvement, le papier sur la molette 
enduite d'encre grasse; il se produit donc sur 
celui-ci, dont la vitesse est constante, un trait 
d'autant plus long que la durée du courant 
dans l'électro-aimant a été plus longue. 

Cet enregistrement a l'avantage de laisser 
une trace des dépêches, mais il a l'inconvé- 
nient d'exiger un appareil compliqué. On peut, 
dans beaucoup de cas, le supprimer. 

Les employés habitués aux signaux Morse 
arrivent en effet très facilement à comprendre 
les signaux à l'oreille seule, car le contact de 
l'électro-aimant fait un petit bruit toutes les 
fois qu'il vient toucher le noyau et un autre 
toutes les fois qu'il revient à l'équilibre. L'in- 

2 



14 CHAPITRE I. 

tervalle de ces deux bruits est plus faible pour 
les signaux très brefs qui correspondent au 
point de Talphabet Morse que pour les signaux 
plus longs qui correspondent au trait. On cor- 
respond fréquemment par ce seul procédé, 
surtout en Angleterre et en Amérique. Ces 
appareils sont appelés parleurs. Nous insistons 
un peu sur ce procédé, qui peut être employé 
dans la Télégraphie sans fils. 

9. Récepteurs des lignes sous-marines. — Dans 
le cas des lignes sous-marines, l'énergie du 

• 

courant est très faible, car on ne peut em- 
ployer de forces électromotrices considérables 
sans dégrader Tisolant des câbles si coûteux 
dont on fait usage dans ce cas. On est obligé 
alors d'employer des galvanomètres extrême- 
ment délicats pour déceler les très petits 
courants qui peuvent se produire dans ces 
conditions. Le courant donne avec ces appa- 
reils une déviation à droite ou à gauche, sui- 
vant son sens. Il suffit alors d'envoyer des 
courants de sens convenable et dans un ordre 
déterminé pour faire les signaux, en conve- 
nant que la déviation à gauche représente un 
point de lalphabet Morse et que la déviation à 
droite représente un trait. 



OUELQUES MOTS SUH LA TÉLÉGRAPHIE PAR FILS- 15 

On a ainsi un moyen de lire des dépêches à 
l'œil ou de les enregistrer photographique- 
ment. Le dernier procédé serait trop comp'"- 
qué pour une exploitation industrielle et 
premier est fatigant pour l'observateur. C't 
pour remédier à ces inconvénients que Le 
Kelvin a imaginé l'appareil connu sous le ne 
de siphon recorder. Le nom de cet appar 
vient du système d'inscription dont nous 
parlerons pas. Le seul point qui nous im 
resse est relatif au procédé par lequel, dans { 
appareil, on obtient un couple notable avec 
courant très faible. 

Un cadre mobile, formé par un grand nomt 
de tours de fils, est placé dans un champ n: 
gnétique dû à un électro-aimant puissant. 
y est inaintenu par deux fils métalliques V' 
ticaux dont le supérieur le tient suspendu 
l'inférieur le maintient en place par sa te 
sion. Ces deux rtls donnent au cadre une po 
tion fixe. Leur torsion s'oppose à ses mom 
ments. Ils servent aussi à amener le coun 
dans l'appareil. Quand celui-ci passe, le cac 
tend à être dévié par le champ magnétique. '. 
couple est proportionnel au produit de l'intt 
site qui passe dans le cadre par la force magi 
tique agissante. 



16 CHAPITRE I. 

La déviation est limitée par la torsion du fil 
de suspension. 

On voit que le couple peut être rendu, théo- 
riquement, aussi grand qu'on le veut en aug- 
mentant la puissance du champ. Pratique- 
ment, des phénomènes accessoires empêchent 
d'aller au delà d'une certaine limite, mais on 
peut cependant, par ce procédé, arriver à en- 
registrer des dépêches venues par câbles sous- 
marins. 

10. Élimination des courants telluriques. — 
Dans les longs parcours, les câbles sont sou- 
mis à des différences de potentiel considérables 
de la part de la terre elle-même, qui est par- 
courue constamment par des courants telluri- 
ques continus, ou du moins à variations très 
lentes. Il faut donc, dans les grandes lignes, 
comme les lignes sous-marines, supprimer l'ac- 
tion sur les appareils des courants continus, car 
ceux-ci sont extrêmement grands par rapport 
à ceux qu'on emploie dans les communica- 
tions télégraphiques. C'est pour cela que Var- 
ley a imaginé de couper la ligne au moyen d'un 
condensateur de capacité suffisante. Dans ces 
conditions, il n'y a que les variations assez ra- 
pides du courant qui puissent donner dans la 



QUELQUES MOTS SUR LA TÉLÉGRAPHIE PAR FILS. 17 

ligne une intensité notable décelable au moyen 
des galvanomètres. 

On a ainsi, au fond, un appareil dans lequel 
on mesure balistiquement les quantités d'élec- 
tricité envoyées par un signal. On emploie déjà 
franchement des ondulations électriques , 
presque des ondes de Télégraphie sans fils. 



T*. 






•A 



1 



■> 



CHAPITRE II. 



MODÈLE MATÉRIEL DE TRANSMISSION D'ENERGIE. 



11. La période variable. — Dans ce qui pré- 
cède, nous avons supposé que les signaux télé- 
graphiques étaient produits par un courant qui 
s'établit instantanément dans le fil de ligne 
et qui même y acquiert immédiatement sa va- 
[t leur maxima. Il nous reste à étudier la période 

variable de l'établissement du courant. On ne 
peut en effet éviter, en Télégraphie par fils, 
cette période variable, puisque le caractère 
essentiel des signaux est d'employer des dis- 
continuités systématiques du courant. Nous 
sommes maîtres, quand nous fermons un signal 
Morse, de faire durer plus ou moins longtemps 
la fermeture du courant. Mais, une fois la 
ligne établie, nous ne pouvons plus rien pour 
modifier la période variable qui correspond à 
la fermeture et à la rupture de chaque signal. 
Si cette période est extrêmement courte, elle 
n'aura qu'une influence minime sur le résultat 



MODÈLE MATÉRIEL DE TRANSMISSION D'ÉNERGIE 19 

final. Si, au contraire, elle a une valeur notable, 
elle pourra avoir une influence très mauvaise, 
en allongeant le temps nécessaire aux com- 
munications. 

12. Assimilation au pendule. — Essayons de 
comprendre ceci par un exemple matériel : 
Soit un pendule à Tétat de repos et plongé 
dans un liquide. Écartons-le de sa position 
d'équilibre en lui donnant un petit choc. Le 
pendule va se mettre à osciller suivant les lois 
connues, c'est-à-dire qu'il va s'écarter de sa 
position d'équilibre jusqu'à ce que le travail 
de la pesanteur et des résistances passives ait 
atteint la valeur numérique de la force vive 
communiquée par le choc. A ce moment le 
pendule reviendra vers sa position d'équilibre. 
Nous avons supposé qu'il est plongé dans un 
liquide ; il est donc soumis à des frottements 
considérables, et son mouvement, comme on 
dit, sera très amorti. Mais ce qui le caractéri- 
sera toujours, ce sera le temps mis par le pen- 
dule pour revenir à sa position d'équilibre, 
quand le choc brusque qui l'en a écarté a une 
valeur toujours la même (*). 

(') Nous supposons que le pendule est très amorti. Il 



20 CHAPITRE II. 

Si maintenant nous envoyons un deuxième 
choc dans le même sens que le premier, au 
moment où le pendule repassera au zéro le 
mouvement recommencera. Si, au contraire, 
on envoie le choc en sens inverse, le mouve- 
ment se produira en sens inverse, et tout sera 
parfaitement net. L'observation du pendule 
permettrait de lire exactement la succession 
des chocs et de dire quel a été leur sens. Nous 
sommes donc dans les conditions où Ton pour- 
rait faire des signaux nets par les conventions 
de Morse, en remplaçant les points et les 
traits par des déviations dans les deux sens. 
Mais, comme on le voit immédiatement, on a 
supposé que le pendule avait eu le temps, 
entre deux chocs successifs, d'opérer une oscil- 
lation complète. Ce qui limite dans ce cas le 
temps qui devra séparer deux signaux, ce sont 
les dimensions mêmes du pendule. 

Si maintenant nous supposons que les chocs 
se succèdent plus rapidement, il est aisé de 
voir que l'interprétation des signaux deviendra 
difficile, au moins quand il y aura une diffé- 
rence notable entre leur période et la période 



n'est donc plus soumis aux lois d'oscillation du pendule 
simple. Le temps écoulé entre deux passages au zéro 
dépend alors de la vitesse avec laquelle le zéro a été quitté. 



MODÈLE MATÉRIEL DE TRANSMISSION DÉNERGIE. 21 

propre d'oscillation du pendule. En effet, dans 
ce cas, le pendule prendra une élongation fixe 
autour de laquelle il n'aura plus que de très 
petites oscillations. Celles-ci seront d'ailleurs 
très irrégulières, au moins tant que la syn- 
chronisation ne sera pas établie entre le pen- 
dule et les chocs successifs. Si, en effet, le 
pendule est amorti, ce que nous avons supposé, 
on démontre mathématiquement et Texpé- 
rience vérifie que la synchronisation doit se 
produire. Mais elle se produit après une pé- 
riode variable, pendant laquelle les résultats 
des chocs successifs sont tout à fait impossibles 
à prévoir. Si, au lieu d'opérer par une sérié de 
chocs réguliers et régulièrement espacés, nous 
opérons par une succession de chocs variables 
dQ sens et différemment espacés, la période 
variable ne sera jamais terminée, et aucune 
relation nette n'existera entre les mouvements 
du pendule et la cause excitatrice. 

13. Inconvénients de la période variable. — 

Nous voyons donc que, dans le cas de la 
Télégraphie, si la période variable relative à la 
ligne est un peu longue, il faudra de toute 
nécessité attendre qu'elle soit terminée après 
chaque signal, avant de produire le signal sui- 



22 CHAPITRE II. 

vanl. Le système Morse, ou sa modification 
qui utilise les sens de déviation d'un galvano- 
mètre, ne seront donc pratiquement utilisables 
que quand la durée de la période propre du 
circuit ne dépassera pas une certaine limite. 
11 faut, en effet, pour qu'une ligne télégra- 
phique soit rémunératrice, que le prix des dé- 
pêches ne soit pas exagéré. Or, pour les longues 
lignes, et ce sont celles-là qui nous intéressent 
actuellement, le capital immobilisé dans les 
câbles ôst considérable. Si les signaux sont 
forcément très espacés, le débit de la ligne est 
très limité, et le prix de la dépêche deviendra 
inadmissible. L'étude (te la période variable du 
courant est donc de la plus haute importance, 
au point de vue de la Télégraphie ordinaire. 
Nous verrons plus loin qu'elle nous condi;iit 
directement à comprendre ce que c'est que la 
Télégraphie sans fils. 

Tout ce que nous venons de dire est bien 
trop simple encore pour comprendre vraiment 
ce qui se passe dans un câble sous-marin. Nous 
verrons en effet, tout à l'heure, que dans les 
phénomènes électriques il y en a qui sont dus 
à des causes tout à fait analogues à l'inertie de 
la matière et à son élasticité, la matière inerte 
et élastique étant uniformément répartie le 




MODÈLE MATÉRIEL DE TRANSMISSION D'ÉNERGIE. 23 

long de la ligne. Si donc nous voulons nous 
fixer les idées par une assimilation, nous ne 
devons plus considérer un pendule formé d'une 
masse pendue à un fil rigide et inextensible. Il 
nous faut passer maintenant à une assimila- 
tion plus complexe, mais qui sera plus précise 
que la précédente. 

14. Assimilation hydraulique. — Supposons 
deux vases communiquant entre eux par un 
tube, et contenant deTeau. Exerçons une pres- 
sion sur la surface de l'un d'eux, il va y avoir 
une différence de niveau; puis ouvrons un 
large robinet pour que l'air comprimé puisse 
s'échapper. Le liquide tendra à reprendre son 
niveau, et il exécutera autour de sa position d'é- 
quilibre une série d'oscillations amorties. Elles 
seront amorties à cause du frottement sur les 
parois des vases, et surtout sur les parois du tube 
de communication. La force vive se transfor- 
mera en chaleur en ces points. La durée de 
l'oscillation dépendra essentiellement de la 
grandeur de la masse d'eau mise en mouvement. 
Il faudra que le frottement sur le tube devienne 
considérable pour arriver à allonger notable- 
ment cette période d'oscillation. Dans ce cas, il 
peut y avoir allongement de la période assez 



24 CHAPITRE II. 

grand pour que le liquide revienne à sa position 
d'équilibre sans la dépasser. Ce sont là des 
faits identiques à ceux qui se passent pour le 
pendule. 

Mais une modification simple de Tappareil 
va lui donner des propriétés très diff<érentes. 
Supposons que le tube de communication soit 
en caoutchouc. Quand la pression du liquide 
augmentera, le caoutchouc se dilatera, absor- 
bant ainsi de la force vive. Puis, quand la 
pression diminuera, il restituera cette énergie 
au liquide. Il faudra donc tenir compte de ces 
variations inévitables dans le calcul du phéno- 
mène de retour à T équilibre du système, et il 
faudra tenir compte non seulement des varia- 
tions de pression et de Temmagasinement de 
force vive qui leur correspond, mais encore des 
variations de contenance en chaque point du 
tube élastique. Bien entendu, le frottement 
sur les parois joue un rôle dans ce phénomène 
comme dans le précédent. On conçoit aisément 
que, dans ces deux systèmes, il existe un régime 
bien net d'oscillation par lequel se fera le 
retour à l'équilibre quand celui-ci aura été 
dérangé. Mais il faut pour cela, évidemment, 
que le tuyau de caoutchouc ne soit soumis à 
aucune perturbation trop brusque. Analysons, 



.NSMISSION D K 



en effet, ce qui peut se passer. Nous sav 
que, si l'on exerce une compression k une ex 
mité d'un tube de caoutchouc, il s'y pro( 
une dilatation localisée ; puis, les parois du t 
restituant ensuite le travail qui y a été dépei 
déforment de proche en proche les parois 
parties voisines, et il se propage une ondi 
long du tube de caoutchouc. Si donc nous co 
dérons maintenant le résultat d'une compi 
sion durant un temps petit, mais fini, n 
comprendrons immédiatement ce qui va se ] 
ser d'après ce qui vient d'être dit. Nous aur 
tout d'abord un gonflement à l'origine du ti 
car l'inertie de la masse située en avant e 
frottement dans le tube s'opposeront à 
ébranlement immédiat ;puis,reffet continu; 
il viendra un moment où le liquide du centn 
tube se laissera repousser vers les parties 
sines, qu'il dilatera, plutôt que de dilater 
core les parois immédiatement en contact, h 
voyons donc qu'il se formera une onde allonj 
puis, l'action primitive cessant à son tour, 
parois gonflées deviendront elles-mêmes I' 
gine d'une nouvelle perturbation de même si 
Il y aura donc encore allongement de la pa 
gonflée, et cet allongement sera d'autant | 
grand que la partie mise en jeu pendant 1 



'A " 



2G CHAPITRE II. 



r^ - 



^■j 



il- 






k 



pulsion initiale sera elle-même plus grande. 
Le temps mis par la masse dérangée à reprendre 
son équilibre sera en effet d'autant plus long 
que cette masse sera plus grande. En dernière 
analyse, il se produira le long du tube une 
ondulation très allongée; il y aura diffusion 
|< de la perturbation initiale le long du tube. On 

peut même dire que, dans ce cas, la perturba- 
tion en un point sera infiniment longue, car 
le retour au repos de la première tranche 
ébranlée ne se fera qu'au baut d'un temps fort 
long, le régime établi lui imposant de mettre 
en mouvement une fort grande masse de liquide, 
ce qui lui donne une durée considérable. 

Une autre cause encore allonge la période 
variable, c'est la résistance due au frotte- 
ment. Celle-ci n'entre en jeu que quand elle 
est très grande, comme dans le cas du pendule 
amorti. Mais elle peut atteindre une valeur 
telle qu'elle soit prépondérante dans le phéno- 
mène. 

Soit, en effet, un tube mince, mais très dila- 
table. Le choc initial produira un renflement 
considérable, et il faudra très longtemps à la 
quantité de liquide ainsi emmagasinée pour 
s'écouler par le tube mince qui oppose une 
grande résistance au mouvement du liquide. 



MODÈLE MATÉRIEL DE TRANSMISSION D*ÉNERGIB. 27 

On conçoit que sous cette seule action il puisse 
y avoir un allongement considérable de la 
durée de la perturbation. 

Si donc nous représentons en fonction du 
temps la vitesse du liquide qui passe dans la 
première tranche, nous aurons quelque chose 
d'analogue à la fig. 3; puis, à mesure que nous 

Fig. 3. 




considérerons des tranches de plus en plus 
éloignées, les courbes se transformeront comme 

Fig. 4. 




dans les fig. i et 5, avec cette condition, que 
Taire de toutes ces courbes soit la même. 
Supposons maintenant que la perturbation à 



HAPITRE II. 



ine ne soit pas si simple, mais qu'au coii' 
i elle soit produite par une série de pul- 
DS. Même si les pulsations successives 
distinctes à l'origine, c'est-à-dire si la pre- 



e perturbation est revenue à peu près au 
à l'origine quand la deuxième se produit, 
voyons, par l'allongement des courbes 
jssives, qu'à mesure que l'on s'éloignera 
)rigine, les perturbations seront de moins 
loins distinctes, et que finalement toute 
: de pulsation disparaîtra. 
expérience vérifie en détail ces prévisions, 
le a été faite soigneusement par les phy- 
gistes. Le cas d'un système de distribution 
quide alimenté par une série de pertur- 
ms, avec des conduits à parois élastiques, 
m effet le cas de la circulation. L'expé- 
;e a montré à M. Marey que, lorsque l'on 
uit une série de perturbations à l'origine 



MODÈLE MATÉRIEL DE TRANSMISSION D'ÉNERGIE. 29 

d'un tuyau de caoutchouc soumis à une pres- 
sion d'eau intermittente, l'écoulement à l'autre 
bout est pratiquement continu, quand la lon- 
gueur du tuyau est suffisante. D'ailleurs, cet 
écoulement continu est beaucoup plus considé- 
rable que l'écoulement intermittent qui se pro- 
duit quand, au lieu d'un tuyau de caoutchouc, 
on a un tuyau à parois rigides. 

Nous comprenons immédiatement que si nous 
considérions, non pas le débit total, mais au 
contraire la faculté de distinguer les intermit- 
tences, le tuyau de caoutchouc rendrait impos- 
sible toute espèce d'utilisation aussitôt qu'il 
aurait une certaine longueur. 

Voyons maintenant un peu plus en détail ce 
qui va se passer à l'extrémité du tube quand 
nous allons envoyer une perturbation unique. 

15. Vitesse de propagation d'un ébranlement. 

— Nous allons tout d'abord établir expérimen- 
talement ce fait, que la vitesse de propagation 
d'un ébranlement est une propriété caractéris- 
tique d'un milieu déterminé, et indépendante 
de la période de cet ébranlement. Nous avons 
d'abord l'exemple du son. On a vu par toutes 
les expériences que la vitesse de propagation 
du son était indépendante de sa hauteur, qu'elle 

3. 



30 CHAPITRE II. 

variait avec la pression et la température. Pour 
la lumière, on a vu qu'il en était de même. Enfin, 
une expérience de cours, facile à répéter, per- 
met de voir le même fait. Prenons un tube de 
caoutchouc, fixons-le à un bout, et tenons-le à 
la main de l'autre, en le laissant très lâche 
pour commencer. Agitons vivement la main 
qui en tient une extrémité, nous verrons une 
onde se propager le long du^tube. Elle sera 
très nettement visible et, si le tube a 5" 
ou 6™ de longueur, on verra très nettement 
le temps mis par l'ébranlement pour aller 
d'une extrémité à l'autre. Si maintenant nous 
tirons sur le tube de manière à augmenter 
beaucoup son coefficient d'élasticité, nous 
augmenterons par cela même la vitesse de pro- 
pagation de l'ébr^Hilement le long de ce tube, 
et l'expérience pourra être réglée de manière 
que le temps mis par un ébranlement pour 
a lier d'une extrémité àl'autre soit tout à fait inap- 
préciable à l'œil. Cette expérience peut être faite 
d'ailleurs d'une manière rigoureuse. Il suffit 
pour cela de placer en deux points du tube le 
long duquel on veut mesurer la vitesse de 
propagation de l'ébranlement, des capsules 
manométriques, mises en communication soit 
avec une même flamme qu'on étudie au miroir 



MODÈLE MATÉRIEL DE TRANSMISSION D'ÉNERGIE. 3ï 

tournant, soit avec une même capsule disposée 
de manière à mouvoir un levier inscripteur. 
C'est la disposition employée constamment en 
Physiologie depuis M. Marey et connue sous 
le nom de tambour de Marey. Le style inscri- 
vant sur un cylindre enregistreur donnera un 
petit crocliet lorsque Tonde passera en chacun 
des points où il y a une capsule. La vitesse de 
rotation du cylindre étant fixe, la distance des 
deux crochets correspondant aux deux capsules 
placées sur le tube permet de calculer im- 
médiatement la vitesse de propagation d'un 
ébranlement le long du tube en expérience. 
On vérifie ainsi que, conformément à la théorie, 
la vitesse de propagation augmente quand le 
coefficient d'élasticité augmente lui-même, et 
qu'elle est une caractéristique de Tétat de ten- 
sion du tube, indépendante de la période de 
l'ébranlement . 

16. Causes d'erreur dans la mesure d'une vi- 
tesse de propagation. — Revenons maintenant 
au cas de la propagation d'une perturbation 
lente. Nous avons compris comment, lorsque 
cette perturbation se produisait, l'élasticité des 
parois l'allongeait encore. Mais l'ébranlement 
dû au commencement de la perturbation va se 



^ 



32 CHAPITRE II. 

propager avec la vitesse caractéristique du mi- 
lieu ébranlé. Donc il y aura commencement 
d'ébranlement de l'extrémité du tube plein 
d'eau que nous avons considéré précédem- 
ment, au bout du temps nécessaire à un ébran- 
lement pour aller, avec cette vitesse, d'un bout 
à l'autre du tube. Ceci correspond au moment 
où la tête de l'onde A {fig. 5), par exemple, 
arrive au point considéré. Mais ce n'est qu'un 
temps A B après ce commencement que la per- 
turbation atteindra son maximum. Si donc 
nous voulons mesurer la vitesse de propaga- 
tion d'un ébranlement le long d'un tube en 
employant la perturbation due à un ébranle- 
ment de longue durée, nous voyons immé- 
diatement que le nombre trouvé dépendra 
essentiellement de la sensibilité de l'appareil 
employé pour déceler l'arrivée de l'onde. Soit, 
en effet, un appareil suffisamment sensible 
pour fonctionner lorsque la vitesse du liquide 
sera Aa, il nous indiquera une vitesse de 
propagation plus grande qu'un autre appa- 
reil qui ne fonctionne que lorsque la vitesse 
sera B 5. 

Dans le cas des ébranlements lents dont nous 
avons parlé, il faudra, pour pouvoir mesurer 
la vitesse réelle de propagation des ébranle- 



MODÈLE MATÉRIEL DE TRANSMISSION D*ÉNERGIE. 33 

ments le long du tube, opérer avec des appa- 
reils infiniment sensibles. 



17. Résumé des causes de Tétalemenlde Tonde. 
— Précisons la cause de cet étalement de 
Tonde, dans le cas qui nous a occupé jusqu'ici : 
nous voyons qu'il tient à ce fait qu'une lon- 
gueur donnée du tube de caoutchouc a une 
contenance qui varie avec la pression exercée à 
Tintérieur du tube et à ce que l'inertie du 
liquide et le frottement s'opposent au mou- 
vement immédiat. On peut exprimer le fait 
en appelant capacité l'augmentation de la 
contenance' de Tunité de longueur, quand 
elle est soumise à Tunité de pression inté- 
rieure. 

Si maintenant nous supposons que ce tube 
de caoutchouc, au moyen duquel nous venons 
d'étudier la diffusion de Tonde par simple 
capacité, est plongé lui-même dans un liquide 
incompressible, nous aurons à considérer une 
propriété nouvelle. Quand la perturbation que 
nous avons considérée produira une ampoule 
au point A (/îgf. 6), le liquide ambiant devien- 
dra lui-même le siège d'une ondulation. Cette 
ondulation va se produire aux dépens de l'é- 
nergie de Tonde excitatrice, dont une partie 



34 CHAPITRE II. 

sera employée à ébranler le milieu ambiant. 
Cette énergie va se propager dans toutes les 
directions. Mais, comme le tube compressible 
est à proximité, une grande partie sera dépen- 
sée sur celui-ci, et une partie plus faible sera 
rayonnée. En même temps donc que la com- 
pression venue par rintérieur du tuyau tendra 

Fig. 6. 






■^Av/Z, \ ''W'y'9'- ■■■■■■-■" -•^-■0^:/ ;-'■.;- ■/'y-: ,, , 




à faire écouler le liquide en B, une compres- 
sion venue de Textérieur s'opposera à ce mou- 
vement, et il y aura ainsi une diminution de 
cette vitesse, et un allongement plus grand en- 
core de la concamération due, dans le tuyau, 
à la perturbation produite à Textrémité. Nous 
voyons que, lorsqu'il existe un milieu donnant 
une relation extérieure aux divers points du 
tube, ]y aura encore diffusion de Tonde, mais 
par un procédé inverse de celui de la capacité. 
La liaison extérieure agit en empêchant la 
capacité de produire son effet, et en augmen- 






MODELE MATERIEL DE TRANSMISSION D'ÉNERGIE. 35 

tant la résistance due aux parois du tube. Nous 
augmenterons encore bien plus ce phénomène 
si, au lieu d'employer un tube droit, nous em- 
ployons un tube enroulé en spirale. Dans ces 
conditions, en effet, une bien plus grande partie 
de l'énergie sera dépensée sur le tube, et une 
bien plus petite sera rayonnée. 



CHAPITRE m. 



COMPARAISON DES PHÉNOMÈNES ÉLECTRIQUES 
ET DES PHÉNOMÈNES MATÉRIELS. 



18. Dans le Chapitre précédent, j'ai ana- 
lysé ce qui se passe dans un exemple matériel. 
II faut que je montre maintenant Tassimilation 
possible des phénomènes électriques aux phé- 
nomènes que j'ai analysés. Je vais donc énon* 
cer les propriétés du courant électrique, et 
montrer qu'elles sont exactement parallèles à 
celles du courant matériel étudié dans le Cha- 
pitre précédent. 

19. Idées générales sur les phénomènes élec- 
triques. — Mais, avant d'aborder l'étude des 
lois électriques, je veux me mettre à l'abri 
d'une accusation que cette manière d'exposer 
les phénomènes pourrait faire porter contre 
moi. Il pourrait sembler au premier abord que 
je suis partisan de l'assimilation matérielle des 
courants électriques; cela est, au contraire. 



COMPARAISON DES PHÉNOMÈNES. 37 

tout à fait éloigné de ma pensée. Ces phéno- 
mènes, que nous allons assimiler à des trans- 
ports de matière, sont, en réalité, des trans- 
ports d'énergie. Ces transports se font par 
l'intermédiaire du milieu que nous appelons 
Yéther lumineux; nous verrons dans la suite 
de cet Ouvrage quelles raisons nous avons de 
l'affirmer. Ce milieu agit alors à la façon du 
milieu qui entoure notre tube de caoutchouc 
de tout à rheure, et ce sont ses modifica- 
tions qui produisent les phénomènes. Les mo- 
difications de ce milieu donnent lieu à un 
champ électromagnétique, qui, en dehors 
des conducteurs, dérive d'un potentiel. Ceci 
veut dire que, si l'on fait parcourir une courbe 
fermée à un corps soumis au champ, le tra- 
vail dépensé ou recueilli dans ce parcours est 
nul. 

Dans les corps dits conducteurs, au con- 
traire,- le champ ne dérive pas d'un poten- 
tiel, c'est-à-dire qu'en faisant décrire une 
courbe dans le conducteur, ou une courbe en- 
veloppant le conducteur à un corps soumis au 
champ, il faudra dépenser du travail dans un 
sens, et l'on en recueillera dans le sens con- 
traire. Il est suggestif de rapprocher ceci du fait 
connu que le conducteur chauffe, c'est-à-dire 



38 CHAPITRE III. 

est le lieu d'une transformation d'énergie. 

Or M. Vaschy a démontré le théorème sui- 
vant : « Étant donné un champ de force quel- 
conque, on peut rendre compte numérique- 
ment de ce champ de force, sans faire aucune 
hypothèse sur sa nature intime, en considérant 
deux espèces de masses. Les unes, appelées 
inasses scalaires^ sont réparties sur les sur- 
faces où la force est discontinue, et sont pro- 
portionnelles en chaque point à cette disconti-^ 
nuité. Les autres, appelées masses vectorielles, 
existent au point où la force ne dérive pas d'un 
potentiel. Elles ont une direction déterminée, 
et agissent en raison inverse du carré des dis- 
tances, proportionnellement à leur grandeur et 
au sinus de l'angle que fait la direction consi- 
dérée avec la direction de la masse vecto- 
rielle (*). » 

On reconnaît là les masses de Coulomb de 
l'électrostatique ou du magnétisme, et les in- 
tensités de courant qui agissent suivant la loi 



{*) Il y a aussi d'autres masses pour M. Vaschy; elles 
SQnt identiques aux masses hypothétiques de Laplace en 
électricité pour les masses scalaires. Pour les masses 
vectorielles, il y a aussi d'autres masses aux points où il 
y a discontinuité. Nous ne les envisageons pas, car elles 
se produisent dans des cas particuliers qu'on peut éviter. 



COMPARAISON DES PHÉNOMÈNES. 39 

de Laplace. Le théorème de Vaschy nous ap- 
prend donc que les masses électrostatiques et 
les intensités de courant n'ont aucune réalité 
objective. Ce ne sont pas, d'une part, une véri- 
table matière répartie sur les conducteurs, 
d'autre part, cette matière en mouvement. 
Mais le théorème de Vaschy nous montre que 
nous pouvons faire usage de ces conceptions 
en restant conformes à l'expérience. En un 
mot, tout se passe comme si les masses élec- 
triques existaient. 

C'est donc par ce moyen que l'exposé sui- 
vant sera fait, mais je tenais absolument, avant 
de commencer, à établir qu'il ne faut pas cher- 
cher des idées fondamentales sur la nature des 
choses dans un simple mode d'exposition. 

Nous supposerons connues, dans ce qui va 
suivre, les lois élémentaires des phénomènes 
électriques. Nous ne nous occuperons pas de 
définir les* masses hypothétiques de Coulomb, 
qui permettent de calculer le champ, et dont 
Vaschy a montré la nature purement mathé- 
matique. Nous dirons un mot seulement de la 
définition du potentiel. 

20. Du potentiel et de la capacité électrique. 
— Les expériences de Coulomb et de Faraday 



À 



40 CHAPITRE m. 

ont défini Texistence, à la surface des corps 
jouissant de la discontinuité électrique, de 
masses mesurables au moyen d'une unité mé- 
caniquement définie. Supposons maintenant 
que cette unité soit petite et que le corps qui 
la porte soit déplacé dans un champ électrique. 
Si Tunité est assez petite et le champ assez 
grand, la présence de la petite unité ne le mo- 
difiera pas sensiblement. Celle-ci sera d'ailleurs 
soumise à une force, et son déplacement exi- 
gera un travail, positif ou négatif. On peut 
amener cette unité d'électricité en un point 
quelconque du champ, et Ton démontre que le 
travail dépensé pour aller d'un point A {fig. 7) 

Fig. 7. 



B 



à un point B est indépendant du chemin par- 
couru entre A et B. Le travail dépensé pour 
amener la masse unité d'un point à l'infini, où 
le champ est nul, en un point A, caractérise 
donc une propriété électrique bien définie du 
point A. Ce travail se nomme le potentiel 



COMPARAISON DES PHÉNOMÈNES. 4t 

en A. Le potentiel, qui est défini par un tra- 
vail, est intimement lié à la force qui agit sur 
le corps explorateur. Cette liaison est facile à 
saisir. Le point A [fig. 8) fait évidemment 
partie d'une surface sur laquelle le potentiel a 
la même valeur. Il y a en effet autour de A des- 

Fig. 8. 




points à potentiel moins élevé, d'autres à po- 
tentiel plus élevé. Pour passer des uns aux 
autres, il faut qu'il y en ait au même potentiel 
que A. La force ne peut être que normale à la 
surface qui contient ces points, car, par la défi- 
nition même du potentiel, le travail pour aller 
de A en A' en passant par l'infini serait nul. 
Donc, pour aller de A en A' le long de la sur- 
face, le travail est nul aussi. Or, si A et A' sont 
très voisins, les forces en A et A' seront très 
voisines et, pour que le travail soit rigoureu- 
sement nul, il faut que la force soit normale 
au chemin A A'. Donc la force est normale aux 

4. 



42 CHAPITRE III. 

surfaces équipotenlielles. L'expérience nous 
apprend que cette force est partout normale 
aux conducteurs électrisés. Ceux-ci ont donc 
pour surface une surface équipotentielle. Si 
d'ailleurs on pratique une cavité dans un 
conducteur, on n'y observe jamais aucune force 
électrique provenant de l'extérieur. Donc toute 
la masse d'un corps conducteur en équilibre 
est au même potentiel. 

Ce potentiel mesure le travail nécessaire 
pour amener une unité d'électricité de l'infini 
jusqu'en un point quelconque du corps; il est, 
par conséquent, proportionnel à la charge du 
corps, définie par les expériences de Coulomb, 
puisque la force est proportionnelle à cette 
charge ; nous pouvons donc dire q\\e la chargée 
d'un corps électrisé est proportionnelle à son 
potentiel. Le facteur de proportionnalité s'ap- 
pelle la capacité du corps conducteur. 

21 . Courant électrique. — Si maintenant nous 
passons aux phénomènes variables du champ 
électrique ainsi défini, nous voyons que, si 
nous considérons deux capacités réunies subi- 
tement par un fil conducteur convenable, il 
se produit dans celui-ci un phénomène don- 
nant lieu à des actions nouvelles, l'aimant est 



COMPARAISON DES PHÉNOMÈNES. 43 

dévié, et le fil de réunion chauffe. Ceci étant 
terminé, les deux capacités seront au même 
potentiel ainsi que le fil. On peut donc cal- 
culer la quantité d'électricité qui a passé de 
l'un à l'autre. On s'aperçoit que l'élongation 
maxima de l'aimant est proportionnelle à cette 
quantité, et réchauffement au carré de cette 
quantité. Mais l'action sur l'aimant peut ne pas 
être seulement subite. Si Ton maintient la dif- 
férence de potentiel entre deux points d'un 
conducteur au moyen d'une pile, appareil qui 
entretient en régime permanent l'énergie dé- 
pensée sous forme de chaleur dans le conduc- 
teur, on s'aperçoit que l'aimant a une dévia- 
tion constante et que chaque point du fil reste 
à un potentiel constant. On exprime ce fait en 
disant qu'il passe dans le fil un flux constant 
d'électricité, une intensité de courant con- 
stante. 

Voyons ce que nous devons conclure de là 
au sujet de ce qui se passe quand un courant 
électrique s'établit dans un fil. 

22. Effet de la capacité électrique sur la pé- 
riode variable. — Nous savons que tout se 
passe comme si un courant de fluide hypothé- 
tique de Coulomb s'établit dans le fil. Celui-ci 



44 CHAPITRE III. - 

jouira en chacun de ses éléments d'un certain 
potentiel en régime final, et il faudra pour Vy 
porter qu'il y ait en ce point une certaine quan- 
tité d'électricité accumulée, car chaque élément 
du fil a une certaine capacité. Nous voyons 
donc que, au point de vue de la propagation de 
l'onde électrique de fermeture, tout va se passer 
en ayant égard à la capacité seule du fil con- 
ducteur, comme cela se passe dans le schéma 
du Chapitre précédent, quand le tube de caout- 
chouc n'est pas plongé dans un liquide, quand 
il ne se passe que des effets dus à la dilatation 
du caoutchouc sous l'influence de la pression. 
11 est bien entendu qu'il faut, pour cela, qu'il y 
ait quelque chose d'analogue au frottement de 
l'eau dans le tube : c'est la résistance électrique. 
Nous devons alors assimiler le potentiel en un 
point, à la pression sous laquelle le liquide 
s'écoule et qui produit, dans chaque section du 
fil, une augmentation de contenance égale au 
produit de la capacité par le potentiel, comme, 
dans le cas du tube de caoutchouc, il y avait 
une augmentation de la contenance pour le 
liquide égale au produit de la pression par un 
coefficient convenable. 

Nous voyons immédiatement ainsi que, par 
le seul effet de la capacité inévitable d'un fil 



COMPARAISON DES PHÉNOMÈNES. 45 

métallique, il y aura allongement d'une pertur- 
bation électrique quand elle se propagera le 
long d'un fil. 

Prenons donc un fil isolé sur toute sa lon- 
gueur et dont une extrémité est à la terre; 
portons l'autre extrémité à un potentiel plus 
élevé, pendant un temps très court. Il se pro- 
duira une perturbation qui va se propager 
le long du fil avec sa vitesse caractéristique, 
c'est-à-dire que, si cette vitesse est V, un point 
du fil, situé à une distance e, commencera à 

être ébranlé au bout d'un temps i = ^' Mais 

l'ébranlement ne cessera pas après avoir duré 
un temps égal à la durée du contact produit à 
l'extrémité du fil. Il sera d'autant plus long et 
le potentiel maximum sera d'autant moins élevé 
que le point considéré sera plus éloigné de 
l'origine. C'est ce qu'on appelle la diffusion 
du courant, que nous avons analysée dans 
notre assimilation hydraulique. 

Nous voyons tout d'abord que cette diffu- 
sion sera d'autant plus grande que la capacité 
en chaque point du fil sera plus grande. Or 
l'Électrostatique nous apprend que la capacité 
d'un conducteur est d'autant plus grande qu'il 
est plus près d'autres conducteurs. La diffu- 



46 CIIAPITIIE III. 

sion du courant devra donc être d'autant plus 
grande que le fil où se Tera l'expérience sera plus 
ie la terre ou d'autres fils conducteurs, 
lint de vue de la diffusion, la situation de 
légraphiques voisins les uns des autres 
mvaise, ainsi que le voisinage de la terre. 
;i est bien plus marqué encore dans les 
i sous-marins où un isolant relativement 
! sépare le fil conducteur proprement dit 
armature métallique destinée à donner 
)Ie la résistance mécanique indispensable 
résister à la pose et aussi aux efforts des 
nts d'eau sous-marins. 

Résistance électrique. — Disons un mot 
enant sur la constante qui joue le rôle du 
ment dans l'expérience hydraulique qui 
sert de schéma. La résistance électrique 
la quantité d'électricité qui peut s'écouler 
aité de temps sous une différence de po- 
l déterminée, et en même temps elle pro- 
me consommation d'énergie sous forme 
laleur. Cette résistance, on le conçoit 
ment, si elle devient assez grande, pourra 
enfer notablement le temps nécessaire 
point du fil pour qu'il atteigne son po- 
1 final. 



COMPARAISON DES PHÉNOMÈNES. 47 

24. Induction. — Nous venons de voir Tefïet 
produit par la capacité électrostatique jointe à 
la résistance ; mais il y a en Électricité d'autres 
phénomènes encore dont nous devons tenir 
compte. Ce sont les courants induits. 

Donnons tout d'abord le résultat de Texpé- 
rience au sujet de cette sorte de courants. 
Quand un circuit se meut dans un champ ma- 
gnétique constant, il est le siège d'un courant, 
même dans le cas où aucun courant électrique 
ne le parcourt au début. Ce courant est tel 
qu'il s'oppose au mouvement du circuit. La 
dernière partie de l'énoncé est due à Lenz. 

Le même effet se produit si deux courants 
sont en présence. Chaque courant produit, en 
effet, un champ magnétique au même titre 
qu'un aimant. Si donc on éloigne Tun de l'autre 
deux courants, il y aura production, dans cha- 
cun d'eux, d'un courant induit qui se superpo- 
sera au courant existant, et qui tendra à s'op- 
poser au mouvement. 

Ce sont là des effets dus uniquement à la 
variation du champ magnétique au point où se 
trouve un circuit. Si donc nous avons deux 
circuits en présence, dont l'un appelé primaire 
et parcouru par un courant, le second circuit 
sera parcouru par un courant induit au mo- 



il l'on rompra le premier. Cela tient à 
le champ magnétique dû au premier 
variera de la valeur Initiale à zéro. 

voyons donc que, quand nous nous 
is de la période variable d'un circuit 
ue, nous devons de toute nécessité nous 
iper des circuits qui existent aux alen- 

ne suffit pas encore. Chaque partie du 
lui-même a une action sur les parties 
3. Il doit donc y avoir dans ce cas en- 
effet analogue à celui que nous venons 
[ler dans le cas de deux courants dis- 
Produisons une perturbation à une ex- 
1 d'un circuit. Il y aura en ce point un 
riable et, par conséquent, courants in- 
ans les parties voisines. Ces courants 
eront à l'établissement du champ de 
réé par le courant qui tend à se pro- 
d'après la loi de Lenz. Il y aura donc 
irant de sens inverse au courant actif 
tra au moment de la fermeture du cir- 
un courant de même sens au moment 
upture. Ce dernier tend, en efï'et, à em- 
ia produclion de l'élat final, qui est la 
saion du champ. 



COMPARAISON DES PHÉNOMÈNES. 49 

25. Énergie du courant induit. — Nous savons 
que la production d'un courant absorbe de 
l'énergie. Il faut donc que l'énergie du courant 
induit soit empruntée à l'énergie primitive de 
l'ondulation. Mais nous pouvons aller plus loin 
encore et nous faire une image de la façon 
dont cette énergie est mise en jeu. 

L'expérience nous apprend que les effets 
d'induction sont dus à quelque chose qui se 
propage dans l'espace autour du circuit pri- 
maire. Pour le phénomène d'induction du cir- 
cuit sur lui-même ou de self-induction, comme 
on dit, il en est de même, et l'expérience à ce 
sujet est frappante. 

Prenons, en effet, un fil déterminé et éten- 
dons-le d'abord en ligne droite. Les phéno- 
mènes de self-induction se manifesteront par 
une certaine étincelle de rupture, par exemple. 
Enroulons maintenant ce fil sur lui-même 
pour en former une bobine, nous verrons les 
' effets de self-induction devenir bien plus con- 
sidérables. Plaçons du fer doux dans l'enrou- 
lement^ et les effets seront encore bien plus 
marqués. Il y a, dans ce cas, un phénomène 
concomitant : c'est la création d'une aimanta- 
tion dans le fer, qui se traduit à l'extérieur par 
une augmentation considérable d i champ ma- 

5 



tique, pour une même intensité de courant 
ulant dans le fil conducteur. 

i. Énergie de milieu. — Ce n'est donc pas 
il lui-même que dépendent les phénomènes 
nous occupent, mais bien du milieu inter- 
î. Si nous reprenons notre assimilation du 
,pitre précédent, tout se passe, dans le cas 
aimantation, cu-nme si le milieu dans lequel 
plongé le tube, et auquel sont dus des phé- 
lènes analogues à ceux de la self-induction, 
mentait de densité et exigeait pour son 
lacement une énergie plus considérable, 
is voyons donc l'analogie se resserrer entre 
phénomènes d'induction électrique et les 
nomènes de propagation d'un ébranlement 
s un tuyau élastique rempli de liquide, en- 
ré d'un milieu incompressible doué d'inertie. 
xtensibilité du tuyau joue le même rôle que 
apacité électrostatique, l'inertie du milieu 
iiant et son incompressibilité, le même 
1 que la self-induction. Nous pouvons donc 
ndre comme types de phénomènes élec- 
ues les phénomènes mêmes que nous avons 
rits au Chapitre précédent. 
i donc nous avons un circuit résistant, 
é de capacité en chacun de ses points et de 



COMPAHAISON DES PHENOMENES. 

■ self- induction, ou de l'un ou l'autre, nous 
rons s'y produire des phénomènes d'osci 
tions doués d'une diffusion plus ou mi 
grande, suivant les circonstances. Nous al 
décrire certaines expériences électriques i 
sujet, mais, avant de les indiquer, nous al 
faire une réserve de plus au sujet des assin 
tions matérielles des phénomènes électriq^ 

27. Divergence entre les pbénomônes éle( 
ques et les phénomènes hydrauliques. — h 
avons montré l'existence, dans les phénomi 
électriques, de propriétés analogues à certa 
propriétés du système matériel du précé» 
Chapitre, et nous nous en sommes servi j 
faire comprendre la diffusion des ondes é 
triques, qui va être décrite ultérieurement 
ses effets. Nous pourrons en déduire des i 
séquences importantes encore au sujet 
ondulations de la Télégraphie sans flis. î 
il y a un point faible à cette assimilation 
nous allons le faire ressortir pour termine 
Chapitre. 

Les courants électriques sont régis par 
laines lois dont nous ne voulons pas doi 
ici la forme mathématique. Les phénomt 
de self- induction de même. 



52 CHAPITRE III. 

Or nous savons que, par certaines équa- 
tions dues à Lagrange, la Mécanique ration- 
nelle nous apprend à calculer les forces qui lient 
deux parties d'un système quaiid on connaît 
les fonctions qui expriment, pour le système, 
d'une part l'énergie cinétique ou de mouve- 
ment, et d'autre part l'énergie potentielle, 
c'est-à-dire l'énergie réversible emmagasinée 
aux dépens de l'énergie cinétique par le tra- 
vail des forces agissantes. 

Nous ne pouvons pas, malheureusement, 
indiquer comment Maxwell a déduit de ces 
équations générales de Lagrange et des lois ex- 
périmentales des courants électriques que l'é- 
nergie mise enjeu dans le phénomène de self- 
induction était emmagasinée dans le milieu 
diélectrique sous forme d'énergie cinétique. Or, 
dans notre exemple, si nous supposons le ré- 
gime permanent établi, le tuyau de caoutchouc 
s'étant dilaté, aura déplacé le liquide ambiant, 
dont la surface libre se sera élevée. Nous au- 
rons donc emmagasiné de l'énergie, qui sera 
récupérée lorsque la pression intérieure aura 
cessé d'agir. Mais c'est de l'énergie sous la 
forme potentielle et non sous la forme ciné- 
tique. Nous voyons donc là une différence es- 
sentielle entre le phénomène matériel qui nous 



ï^ 



COMPARAISON DES PHÉNOMÈNES. 53 

sert de guide et le phénomène électrique. Il y 
en aune autre, encore plus profonde peut-être. 

M. Poynting a énoncé un théorème dont 
M. Poincaré adonné une démonstration rigou- 
reuse et qui est le suivant : « Quand il existe 
en un point une force électrique et une force 
magnétique liées Tune à l'autre, c'est-à-dire 
dues à une seule et même cause commune, il 
existe un vecteur normal à la force électrique 
et à la force magnétique, égal à leur produit, 
et qui représente un flux d'énergie électro- 
magnétique. » 

Si donc nous considérons un courant élec- 
trique, nous devons considérer en tout point 
de l'espace une force électrique et une force 
magnétique, dues à l'existence du courant; il y 
aura par conséquent en tout point de l'espace 
un flux d'énergie. 

Ce qui produit le courant électrique en ré- 
gime permanent, c'est-à-dire ce qui produit 
réchauffement des conducteurs par la loi de 
Joule, c'est de l'énergie qui lui est constam- 
ment apportée par l'intermédiaire du milieu 
diélectrique ambiant. On voit facilement que 
ce flux d'énergie entre normalement à la sur- 
face du conducteur. 

Il est suggestif de rapprocher l'idée de 

5. 



iAPITBE 11]. — COMPARAISON DES PHENOMENES. 

rell que nous avons indiquée ci-dessus, 
lie de M. Poynting. Pour Maxwell, l'é- 
e éleclromagné tique est localisée sous 
■me cinétique, c'est-à-dire sous celle où 
eut se transmettre, et M. Poynting nous 
md que dans le régime permanent il y a 
ivement une transmission constante d'é- 
8 d'un point à l'autre, qui vient aboutir 
)oints ofi cette énergie est transformée 
forme de chaleur. 

ns l'image que nous avons prise au Cha- 
précédent, nous avons donc remplacé 
gie cinétique par de l'énergie poten- 

cependant ceci est légitime, car nous 
ns fait qu'appliquer le théorème de 
ischy qui nous permet, pour le calcul du 
p de force, de faire l'hypothèse d'un cou- 
natériel circulant dans les conducteurs. 
ssimilation qui nous sert n'est donc 
e image qui ne peut avoir en rien la pré- 
in de nous renseigner sur le fond des 
s, mais qui nous représente fidèlement 
lénomènes eux-mêmes. 



CHAPITRE IV. 

ONDULATIONS PROPAGÉES ET ONDULATIONS PROPRES. 

Nous avons vu dans les Chapitres II et III 
pourquoi nous avions le droit d'assimiler les 
phénomènes électriques et ceux qui se passent 
dans un tuyau de caoutchouc plein de liquide, 
quand l'équilibre de celui-ci est rompu. Nous 
allons maintenant décrire les expériences élec- 
triques qui montrent l'identité des résultats, 
et nous nous servirons de cette vérification 
expérimentale pour tâcher d'aller plus loin. 

28. Vitesse de propagation d*un ébranlement. 

— Nous allons nous occuper d'abord du cas 
le plus général, celui où le tube de caout- 
chouc auquel nous assimilons le conducteur se 
trouve placé dans un liquide incompressible, 
c'est-à-dire celui où le conducteur électrique 
présente en tout point une capacité et une self- 
induction, et nous allons chercher comment 
un ébranlement se propage le long du fil. 



À 



^<s:ï 



56 CHAPITRE IV. 

La vitesse de propagation d'un ébranlement 
dans un milieu dépend de son élasticité, et 
de la masse d'un élément. Dans le cas qui 
nous occupe, la vitesse de propagation dépen- 
dra donc essentiellement de l'élasticité du tube 
de caoutchouc, en y comprenant l'effort dû au 
déplacement du liquide ambiant, dont le ni- 
veau s'est élevé, et aussi de la masse liquide 
mise en mouvement de la sorte par la dilata- 
tion d'une tranche du tube. Nous arrivons à 
concevoir que la vitesse de propagation d'un 
ébranlement dans le tube dépend essentiel- 
lement des propriétés du caoutchouc, et nous 
négligeons ainsi les phénomènes qui sont dus 
à la vitesse de propagation d'un ébranle- 
ment dans le milieu qui entoure notre tube, et 
qui sont négligeables comme grandeur vis- 
à-vis de ceux Mont nous nous occupons. Nous 
supposons en effet essentiellement que l'ébran- 
lement produit à l'origine de l'appareil est de 
durée longue par rapport au temps que 
l'ébranlement dans le liquide ambiant mettra 
à se propager jusqu'à l'extrémité du tube. 

Le calcul et l'expérience ont vérifié dans les 
fils télégraphiques l'existence de phénomènes 
tout à fait voisins de ceux-ci. Nous avons à 
nous attendre à deux ordres de phénomènes : 



ONDULATIONS PROPAGÉES ET PROPRES. 57 

1** La vitesse de propagation d'un ébranle- 
ment causé par une fermeture du courant dé- 
pend des constantes du fil pour lequel on fait la 
mesure . ( Voir Appendice . ) 

2** A cause de la diffusion du courant, les 
résultats obtenus devront dépendre de la lon- 
gueur de la ligne, et d'autant plus que les 
appareils récepteurs seront moins sensibles. 

29. Effet de la diffusion du courant sur la vi- 
tesse de propagation. — Expliquons un peu 
ce dernier effet. Nous ne pouvons mettre en 
évidence l'existence d'une onde électrique 
qu'avec un appareil de sensibilité limitée. Il 
ne donnera donc une indication qu'au mo- 
ment /3ù l'action électrique sera devenue suffi- 
samment grande. Or, dans la propagation avec 
diffusion, le courant ou le potentiel suivent ' 
une loi analogue à celle qui est représentée 
sur la fîg. 3, ou sur la fig. 4, ou sur la fig. 5, 
suivant la longueur de l'espace parcouru. Ceci 
montre que, la vitesse du front de l'onde étant 
parfaitement déterminée, il y aura au fonction- 
nement de Tappareil un retard d'autant plus 
grand que la ligne sera plus longue. On me- 
surera donc une vitesse d'autant plus faible 
que la ligne sera plus longue. 



r. 



8 CHAPITRE IV. 



II y aura d'ailleurs une cause d'erreur en- 
core à ce genre de mesures. La vitesse me- 
surée dépendra essentiellement de la sensibilité 
de l'appareil employé. Si donc nous nous ser- 
vons d'un galvanomètre, la vitesse mesurée dé- 
pendra essentiellement de la valeur du champ 
magnétique. Si nous faisons usage d'un micro- 
mètre à étincelle, c'est-à-dire de deux pointes 
entre lesquelles jaillira une étincelle, il y aura 
des différences notables suivant la distance ex- 
plosive. 

Ceci nous permet de comprendre les diver- 
gences entre les nombres trouvés par Fizeau 
et Gounelle d'une part, par Siemens de l'autre. 
Nous allons décrire ces expériences. 

30. Expériences de Fizeau et Gounelle. — 

Elles sont basées sur le même principe que 
l'expérience de Fizeau sur la vitesse de la 
lumière. 

Dans celle-ci, une roue est dentée à sa cir- 
conférence, et l'on produit en A l'image réelle 
d'un foj^er lumineux. Quand une dent de la 
roue est en A, la lumière est interceptée. Quand 
en A il y a un vide de la roue, la lumière 
passe. En une station éloignée B on place un 
miroir qui renvoie le rayon lumineux vers la 



ONDULATIONS PROPAGEES ET PROPRES. 



59 



première station. Si le temps mis par la lu- 
mière à parcourir ABA est égal au temps mis 
par deux vides successifs à passer en A (/îg . 9 ), 
ou à un multiple exact de ce temps, la lumière 
pourra passer en arrière de la roue, car la lu- 



Fiff. 9. 




B 



mière qui aura rencontré un vide à l'aller 
rencontrera encore un vide au retour. Si, au 
contraire, le temps mis par la lumière est égal 
à Tun des temps précédents augmenté de celui 
'que met un plein à défiler en A, la lumière 
qui aura trouvé un vide à Taller trouvera un 
plein au retour, et ne passera pas. On conçoit 
donc comment on peut mesurer la vitesse de 
la lumière, puisqu'on peut facilement mesurer 
la vitesse de rotation de la roue, c'est-à-dire le 
temps qui sépare deux passages consécutifs du 
vide de la roue devant la lumière. 



**^p 



60 



CHAPITRE IV. 



Pour la commodité de Tobservation , une 
pile de glaces convenable est placée en M ; elle 
envoie vers A la lumière venue de la source S, 
par réflexion, et permet, par transmission, à 
Tœil de voir Fextinction ou l'apparition de la 
lumière. 

Voyons maintenant comment ceci a été mo- 
difié pour Tusage électrique. 

Soit une roue en bois {fig. 10) présentant à 
sa périphérie des secteurs en platine disposés 

Fig. 10. 




Terre 



tant pleins que vides. Deux balais A, B, frot- 
tant sur ce collecteur, seront réunis électri- 
quement pendant le passage d'un secteur de 
platine, et isolés pendant le passage d'un sec- 
teur de bois. Considérons maintenant deux ba- 
lais C, D, identiques aux premiers, et distants 



ONDULATIONS PROPAGÉES ET PROPRES. 61 

de ceux-ci d'un intervalle égal à xxt. Les com- 
munications se feront et se rompront simulta- 
nément pour les deux couples AB, CD. Soit 
un autre couple de balais EF, éloigné de AB 
d'une distance égale à a32. Le contact se rom 
pra en E F au moment où il commencera en AB. 
Soit une pile P dont les connexions sont éta- 
blies comme sur la figure; X représente l'ex- 
trémité de la ligne, et G un galvanomètre dif- 
férentiel. Supposons que le temps mis par la 
perturbation électrique à parcourir BXC, ou 
son égal BXE, soit un multiple exact du temps 
mis par l'arc aai à défiler au point B; le cou- 
rant trouvera à son arrivée en C le contact CD 
établi, puisqu'il est établi aux mêmes instants 
que le contact AB. Le galvanomètre déviera 
dans un certain sens. Si le temps mis par la 
perturbation à parcourir BXE est au con- 
traire égal à un multiple de ce même temps 
augmenté du temps nécessaire pour parcou- 
rir pai, ou un des intervalles égaux à celui-là, 
le contact CD ne sera pas établi, et, au con- 
traire, le contact EF le sera au moment de l'ar- 
rivée de l'onde. Le galvanomètre déviera en 
sens inverse. 

On comprend donc que, de cette façon, on 
mesure la vitesse de propagation de la per- 

6 



CHAPITRE IV. 



ition électrique exactement comme on me- 
t tout à l'heure celle de la lumière, 
seau et Gounelle ont opéré sur deux 
s télégraphiques : celle de Paris à Amiens 
° en fil de fer), et celle de Paris à Rouen 
" partie en fer et partie en cuivre), 
ont trouvé ainsi des nombres variables. 
loyenne est 100000*"* par seconde pour les 
s en fer et 180000 pour celle en cuivre. 
itte différence est conforme à la théorie, 
If-induction étant notablement plus consi- 
ale dans le cas d'une ligne en fer, et la 
;ité étant la même que dans le cas du 



Expériences de Siemens. — Siemens a 
s, en 1875, dos expériences analogues par 
autre méthode. Soient AB, A'B' deux 
îilles de Leyde chargées {fig. 1 1 ). Les ar- 
res extérieures sont maintenues au même 
itiel parle fil BB': lesarmatures A, A'se- 
donc aussi au même potentiel; on les met 
s deux à la terre. Ces deux armatures 
reliées, l'une A avec une pointe P direc- 
nt, l'autre A' avec une pointe P, par l'in- 
édiaire d'une ligne A'XP'. Un cylindre 
^islreur C, métallique, enduit de nnir de 



ONDULATIONS PROPAGÉES ET PROPltES. 

fumée, permet d'avoir une trace nette cl 
fois qu'une étincelle jaillira entre l'un 
pointes et sa surface métallique, enleva 
peu de noir de fumée. Supposons dont 
nous mettions brusquement à la terre le 
ducteur BB'; une étincelle jaillira en P i 

Fig. 11. 




diatement, et une autre en P' au boi 
temps nécessaire à la perturbation poui 
courir l'espace A' X P'. On peut donc aini 
surer la vitesse de propagation de la pert 
tion, connaissant celle du cylindre. 

Siemens trouva des nombres plus g 
que ceux de Fizeau, mais très discordan' 
sont discordants pour la raison que nous 
donnée ci-dessus. La distance des point 
cylindre et l'état des surfaces ne peuver 
être absolument définis. C'est pour cel 
Siemens a trouvé de 225000^'" à 256000' 
seconde. 



64 CHAPITRE IV. 

Mais ces expériences sont extrêmement in- 
téressantes à rapprocher de celles de Fizeau 
et GouneUe. Les chiffres trouvés sont en effet 
doubles de ceux de ces derniers. Les lignes de 
Siemens avaient de T"" k 25'", au lieu que celles 
de Fizeau et Gounelle en avaient, comme nous 
l'avons indiqué ci-dessus, 314 et 288. La diffé- 
rence des résultats s'explique donc encore dans 
les idées émises ci-dessus de la manière la 
plus satisfaisante. 

32. Étnde de l'onde dans les cas simples. — 
Nous venons de voir que, même en ne nous 
occupant aucunement de la vitesse de propa- 
gation dans le milieu qui entoure le conduc- 
teur, il y avait une vitesse de propagation 
propre à ce conducteur pour une perturbation 
simple produite à une de ses extrémités, c'est- 
à-dire pour une fermeture de courant. Cette 
vitesse dépend de deux facteurs, la self-induc- 
tion par unité de longueur >,, et la capacité 
par unité de longueur •{{'), et la vitesse que 
l'on obtient ainsi devient infinie quand l'un de 
ces deux termes s'annule. Si donc nous suppo- 

(') On démontre que si V est la vitesse de propagation. 



ONDULATIONS PROPAGÉES ET PROPRES. 65 

sons Fun des deux cas réalisés, où X = 0, ou 
bien où y = 0, nous aurons ce i:ésullat absurde 
que la perturbation aurait une vitesse infinie. 
Nous pouvons cependant étudier ce cas, car 
cela revient à négliger ce qui se passe dans le 
milieu ambiant pour le liquide, dans le diélec- 
trique pour l'électricité lors de la production 
du commencement de la perturbation de fer- 
meture. Nous négligeons ainsi Tonde avant- 
courrière très petite, qui, elle, n*a plus rien de 
commun avec ce qui se passe dans le tube 
élastique ou le conducteur. Le cas étudié pré- 
cédemment, de même que ceux que nous allons 
étudier maintenant, font abstraction complète 
de cette onde, qui existe cependant. Nous ver- 
rons, au contraire, comment on peut réaliser 
des conditions où cette onde ambiante est la 
seule utile, celle que nous étudions maintenant 
devenant négligeable. 

Dans le cas actuel, ce que nous allons dire 
ne s'applique donc raisonnablement qu'aux 
phénomènes produits au bout d'un temps nota- 
blement plus grand que celui qui est néces- 
saire à la perturbation du milieu ambiant pour 
aller jusqu'à l'extrémité du conducteur. 

33. Bobines d'induction. — Le cas où l'on a 

6, 



à 



CHAPITRE IV. 



M de ne considérer qu'une self- induction 
capacité notable est celui de la bobine 
uction. Nous allons le traiter en passant, 
;et appareil étant utilisé dans la Télégra- 
sans fils, il est utile de connaître les 
s essentiels de son fonctionnement. 
ins ce cas, le seul résultat qui subsiste de 
li précède, c'est la diffusion de l'onde. On 
!t que la perturbation commence instanta- 
îut dans toute la bobine, et l'on voit facile- 
;(') que le temps au bout duquell'intensité 
3int une fraction déterminée de sa valeur 
t dépend de la valeur du facteur jt. où Lest 
If-induction totale, et R la résistance to- 
du circuit. Le temps nécessaire à Tin- 
té pour arriver à une fraction déterminée 
i valeur est d'autant plus court. que le 
ent t; est plus petit. Ce quotient est ce 
i nomme la constante de femps du circuit. 
donc on veut employer pour exciter une 
le d'induction un interrupteur rapide, afin 
tir chaque seconde un grand nombre de 
irges, il faut employer une source de po- 
ïl d'autant plus élevé que le temps de fer- 

^oir la note à la tin du Volume. 



ONDULATIONS PROPAGÉES ET PROPRES. 67 

meture du circuit sera plus court. C'est ainsi 
que pour avoir la même longueur d'étincelle de 
0",42 par exemple avec une grosse bobine, 
il faut 10 à 12 volts avec 4 ou 5 interruptions 
par seconde, et 50 environ avec 30 ou 35 par 
seconde. 

34. Câbles sous-marins. — Dans ce nouveau 
cas, c'est la self-induction qui devient négli- 
geable vis-à-vis de la capacité. Celle-ci est 
rendue très considérable par la présence d'une 
armature métallique tout autour du câble, 
séparée de lui par un diélectrique de pouvoir 
inducteur très élevé. On démontre comme 
ci-dessus (*) que le temps, au bout duquel l'in- 
tensité a atteint une fraction déterminée de sa 
valeur finale, est proportionnel pour tous les 
câbles au produit CR, où C représente la ca- 
pacité totale du câble et R sa résistance totale. 
On voit ainsi que la forme de la courbe qui 
représente l'intensité à l'extrémité du câble a 
une forme analogue à celle de la fig. 12, où 

l'on a pris pour variable l'expression ^- Cette 

courbe s'applique donc à tous les câbles. L'é- 

(') Voir la note à la fin du Volume. 



i 



':^^T~^-rrr- --^v 



ONDULATIONS PROPAGÉES ET PROPRES. 69 

chaque fois qu'on ferme le circuit, une ondu- 
lation très lentement amortie. C'est ce qui se 
passerait aussi dans le système hydrodyna- 
mique que nous avons pris pour modèle, si deux 
vases à niveau constant étaient mis en commu- 
nication brusque, par un tuyau en caoutchouc 
assez mince de paroi pour éprouver en chaque 
point une forte dilatation sous la pression 
donnée, et assez étroit pour produire sur la 
veine liquide un frottement notable. 

35. Propagation le long des fils des ondula- 
tions rapides. — Mais supposons maintenant 
que, au lieu d'opérer ainsi, nous prenions 
comme appareil producteur de pression une 
pompe, et que nous envoyions dans le tube 
une compression suivie d'une décompression. 
Si la compression et la décompression ne sont 
pas très brusques, nous aurons superposition 
simple de deux états successifs, l'un d'ascen- 
sion, l'autre de descente, c'est-à-dire qu'on 
pourra, après avoir atteint une intensité vou- 
lue, la faire revenir à zéro plus rapidement, 
en produisant une perturbation de sens in* 
verse. 

Allons à l'extrême et produisons à l'extré- 
mité de notre tube de caoutchouc une pertur- 









■:S-' 



' .-T^J 



70 CHAPITRE IV. 

bation rythmée extrêmement brusque. 11 se 
produira un effet analogue à celui qui est bien 
connu pour le marteau rivoir. Si Ton dépense 
une force vive à très grande vitesse et faible 
masse sur une masse considérable, il y a 
déformation considérable des points frappés, 
et mouvement très faible de la masse totale; 
par le choc du piston il y aura production 
d'une ampoule du caoutchouc localisée à un 
très petit espace autour du piston. Il y aura 
alors production d'une vibration rythmée sur 
la période excitatrice, qui se propagera le 
long du tube, avec la vitesse de propagation 
des ondulations transversales le long de ce 
tube. 

Nous pouvons d'ailleurs passer du premier 
système au dernier, par degrés successifs, la 
vitesse de propagation de l'ondulation tendant, 
à mesure que cette dernière devient plus fré- 
quente, vers une limite déterminée. 

36. Signaux bridés de Thomson. — Yaura-t-il 
encore, dans le cas hydrodynamique, produc- 
tion d'un véritable courant à l'arrivée? Cer- 
tainement; mais celui-ci ne sera plus dû uni- 
quement à la pression transmise finalement 
d'un bout à l'autre, mais aux pressions ryth- 



ONDULATIONS PROPAGEES ET PROPRES. 71 

mées transmises élastiquement le long du tube 
de caoutchouc. 

Électriquement, il en est de même. On em- 
ploie en Télégraphie sous-marine ce qu'on 
nomme les signaux bridés de Thomson, dans 
lesquels, à chaque fermeture de la clef de 
Morse, il se produit quelques inversions de 
courant durant des temps convenables. On 
arrive ainsi à multiplier par 25 ou 30 la vitesse 
des transmissions télégraphiques. On réalise, 
par exemple, avec des contacts produits sui- 
vant la loi ci-jointe, où E est la force électro- 
motrice et T le temp§, 

une courbe de la l'orme représentée fig. 13, 
en BAD. 

Nous pouvons appeler vitesse de propaga- 
tion le temps mis par le maximum A à se pro- 
duire en un point. Mais nous pouvons prendre 
comme courbe de départe (fig. 13) une courbe 
correspondant à un potentiel considérable, et 
alors sa croissance sera beaucoup plus rapide. 
L'ordonnée A a se rapprochera donc indéfini- 
ment, du point B. Mais ceci revient exactement 
à prendre des ondulations de période plus 



A 



CHAPITRE IV, 



^ mm 



te. On voit alors que dans ce cas on tend 
une vitesse de propagation bien nette- 
t déterminée : la, vitesse de propagation 

Fig. 13. 




i ébranlement électromagnétique 'le long 

Il dans le diélectrique qui entoure le fil. 

ans ce cas, les phénomènes qui tout àl'heure 

mt prépondérants deviennent secondaires, 

iversement. 

ous arrivons donc à concevoir deux points 

jrtants : 

Un système conducteur chargé revient au 
d'une manière parfaitement déterminée 
îd on ramène un de ses points au potentiel 

Les ondulations électriques fréquentes se 
»agent le long des conducteurs sans mettre 
eu la conductibilité de ceux-ci. 



ONDULATIONS PROPAGÉES ET PROPRES. 73 

* 

37. Période propre d'ondulation. — Suppo- 
sons maintenant que notre système de vases 
communiquants ait un tube court et de capacité 
négligeable vis-à-vis de celle des vases eux- 
mêmes. Supposons un robinet sur la conduite 
et une différence de niveau entre les vases. 
Ouvrons brusquement le robinet. Les phéno- 
mènes de propagation le long du tube devien- 
dront alors négligeables, la résistance étant 
trop laible, et des ondulations successivement 
amorties vont se produire dans le liquide, 
comme si le tube était tout à fait rigide. 

On ne retrouve pas ici l'effet de self-induction 
localisée que nous avons représenté ci-dessus 
par le mouvement d'un liquide situé autour 
du tube dilatable. Mais nous avons un emma- 
gasinement d'énergie tout à fait analogue aux 
effets de notre modèle hydraulique, grâce à 
Faction de la pesanteur sur notre liquide. On 
pourrait certainement pousser l'assimilation 
plus loin en modifiant les conditions du modèle, 
mais ce serait superflu, car nous pourrons déjà 
tirer de là les conditions à réaliser pour ob- 
tenir dans les phénomènes électriques des 
ondulations amorties analogues à celles des 
systèmes hydrauliques. Il faut avoir une capa- 
cité électrique notable et la décharger dans 
B. 7 



CHAPITRE IV. 

'e longueur et de capacité négligeables, 
lière à pouvoir négliger complètement 
ts effets de propagation d'ondes le long 
3 élastique. Ces effets ne sont Jamais 
"ait nuls, mais ils sont négligeables si 
ime est assez ramassé pour que, avec 
se de propagation normale des ébran- 
î, on puisse considérer l'ébranlement 

simultané en tous les points do ce 
e, c'est-à-dire si les dimensions de 

sont très petites par rapport à la 
ir d'ondulation correspondant à sa 



jrmule de ThomsoB. — On peut appli- 
calcul basé sur les lois de l'induction à 
ème ainsi constitué, et l'on voit en eïïei 
oit y avoir production d'ondulations 
!S dans le cas qui nous occupe ('). Ce 
été fait par Thomson ; nous le donnons 
endice; il est accessible avec les élé- 
es plus simples de l'analyse. On trouve 
le la période est mesurée par l'expres- 
- V'T^j L étant la self-induction totale 
ucteur et C la capacité totale du conden- 

>■ le calcul en Appendice, p. 192. 






ONDULATIONS PROPAGÉES ET PROPRES. 75 

sateur. Déplus, les ondulations sont amorties. 

39. Expériences de Feddersen. — Cette for- 
mule a été vérifiée expérimentalement d'une 
manière très satisfaisante par Feddersen. Il 
prenait des capacités variables et les déchar- 
geait dans un fil, toujours le même. Il étudiait 
au moyen du miroir tournant les étincelles 
successives qui se produisaient à la coupure. 
Il a vérifié ainsi d'une manière satisfaisante la 
proportionnalité à v^. Il n'en a pas été tout à 
fait de même pour y/L, à cause de certaines 
particularités expérimentales sur lesquelles 
nous ne voulons pas insister. 

Nous verrons ultérieurement toute Tim- 
portance de ces oscillations. Pour l'instant , 
nous voulons seulement indiquer comment 
M. Blondlot a tiré parti de Texistence de ces 
ondulations très rapides pour vérifier expéri- 
mentalement que les perturbations rythmées 
rapides se propagent le long des fils avec une 
vitesse limite bien nette, égale à la vitesse de 
la lumière. 



Expériences de Blondlot. — M. Blondlot 
s'est servi d'une disposition au premier abord 
analogue à celle de Siemens, mais avec des 



CHAPITRE IV. 



modifications telles qu'elle constitue une mé- 
thode absolument neuve et originale. Siemens, 
en effet, ne se servait de ses bouteilles que 
pour avoir production de deux ondes simulta- 
nées, car il n'y avait pas d'oscillations rapides 
par la mise à terre des armatures extérieures. 
M. Blondiot, au contraire, produit des oscilla- 
tions rapides, d'après le procédé indiqué avant 
lui par Hertz et sur lequel nous donnerons 
plus loin des détails. 




A et A' sont les armatures Intérieures de 
deux bouteilles de Leyde communiquant avec 



ONDULATIONS PROPAGÉES ET PROPRES. 77 

les boules C {fig. 14). Les armatures externes 
sont coupées en deux, DE et D' E'. D, D' sont en 
communication par une corde mouillée M et 
par un micromètre à étincelles P P'. Les par- 
ties E, E' sont de même en communication 
entre elles par une corde mouillée M', et en 
communications respectives avec les pointes 
P, P' par l'intermédiaire des fils EXP, E' X' F. 
Supposons que nous chargions lentement les 
armatures A, B. Les armatures externes se 
chargeront par influence et resteront toujours 
au même potentiel à cause de la présence des 
cordes mouillées. 

Un moment viendra où une étincelle jaillira 
entre les boules de C. Des oscillations de 
Thomson-Feddersen se produiront entre les 
armatures internes, et par conséquent il s'en 
produira de synchrones entre les armatures 
externes. 

Ces oscillations rapides se propageront prin- 
cipalement le long des fils et mal le long des 
cordes mouillées. Il y aura donc entre P et P' 
deux étincelles. La première sera due aux ondu- 
lations qui se produiront entre D et D'; elle 
sera absolument simultanée avec celle de C. 
La deuxième se produira par Tarrivée en PP' 
de deux ondulations nées en E et E', et qui se 

7. 



■â 



'*tW!WW 



78 CHAPITRE IV. 

seront propagées le long de la ligne. En étu- 
diant au miroir tournant le temps qui sépare 
ces deux étincelles, M. Blondlot a trouvé, pour 
la vitesse de propagation, avec une ligne de 
1000™, 293000*'"' par seconde; avec une ligne 
de 1800™, 298000"™ par seconde. Ces nombres 
sont très voisins de la vitesse de la lumière ; 
le second, qui a été obtenu avec une ligne 
plus longue, s'en rapproche plus que le pre- 
mier. Peut-être cela est-il dû à une petite 
erreur systématique dont Teffet s'atténue à 
mesure que la longueur de la ligne augmente. 
On peut, en tout cas, considérer les expériences 
de M. Blondlot comme établissant d'une ma- 
nière tout à fait indubitable l'existence d'une 
vitesse de propagation limite des ondulations 
électriques rapides le long des fils, les causes 
de la diffusion du courant étant alors complè- 
tement éliminées. 

41. Position de la force électrique dans les on- 
dulations fréquentes. — L'analogie qui nous 
guide nous fait pressentir que les ondulations 
électriques rapides transmises le long des fils 
auront des propriétés toutes différentes des 
ondulations propres du système, ou des ondu- 
lations avec diffusion. Dans le cas de la trans- 



ONDULATIONS PROPAGÉES ET PROPRES. 79 

mission le long du tube de caoutchouc d'une 
perturbation brusque, Ténergie se propage par 
vibrations normales au fil. La force motrice 
grâce à laquelle il y aura production d'un cou- 
rant dans le tube s'exerce normalement à celui- 
ci, au lieu de s'exercer suivant son axe, comme 
dans le cas des pressions ordinaires en régime 
permanent. Il y a rectangularité entre la force 
qui produit le mouvement et ce mouvement lui- 
même. Pour les ondes de fi'équence faible, nous 
avons vu qu'il y avait lieu de considérer deux 
composantes à la pression motrice, une suivant 
l'axe et l'autre normale, venue par le milieu 
extérieur. Quand la fréquence devient infini- 
ment faible, c'est-à-dire dans le cas du régime 
permanent, la composante tangentielle subsista 
seule. 

Dans les phénomènes électriques, tout se 
passe identiquement de même. Dans le cou- 
rant permanent la force électromotrice est 
dirigée tangentiellement au conducteur. Dans 
les courants de grande fréquence propagés le 
long des fils, la force électrique est normale 
partout au conducteur. Ceci a été démontré 
mathématiquement depuis longtemps. Nous 
renvoyons pour cela le lecteur à l'Ouvrage Les 
ondulations électriques, de M. Poincaré. La 



CHAPITHE IV. 



tion expérimentale en a été donDée 
rnière par M. Gutton. Enfin, dans le 
ndulations de fréquence moyenne 
, par exemple, le long des câbles 
jques, quand on leur considère une 
ion, i! y a une composante parallèle 
posante normale de la force électro- 



itaace an courant variable. — Un 
tpérimental vient confirmer cette ma- 
ir. On a montré théoriquement et ex- 
ement que, dans le cas où le courant 
rt un conducteur est variable, la ré- 
ictrique n'avait plus la même valeur 
6 cas des courants constants. Tout 
3mme si le courant se massait à la 
conducteur, et cela d'autant plus que 
n du courant est plus rapide. A la 
is le cas des ondulations de haute 
la surface seule du conducteur est 
Ceci a été rendu tout à fait indis- 
r des expériences de M. Bjerknes; 
a montré que les divers métaux se 
t différemment vis-à-vis des ondes 
, et qu'il suffit de déposer électro- 
it une couche de 0°"",01 de cuivre 






ONDULATIONS PROPAGÉES ET PROPRES. 81 

sur un métal quelconque, pour qu'il se conduise 
vis-à-vis des ondulations de haute fréquence 
exactement comme un conducteur de cuivre. 
La couche utile est plus petite encore dans le 
cas du fer, car elle tombe à 0"°,003. 



,.-f- -J^- 



CHAPITRE V, 

LA PRODUCTION DES ONDULATIONS RAPIDES. 

43. Nous venons de voir dans le dernier Cha- 
pitre comment on pouvait^ dans des condi- 
tions convenables, produire des oscillations 
électriques de période bien définie et calculable, 
au moyen de capacités notables rejointes par 
un fil suffisamment fin. Nous avons vu qu'il y 
a, à la production de ces oscillations, une pre- 
mière condition : c'est que la perturbation 
grâce à laquelle elles se produisent puisse 
être considérée comme absolument simultanée 
dans toute l'étendue du corps conducteur pro- 
duisant Toscillation rythmée. Mais il y a une 
deuxième condition également nécessaire pour 
la production d'oscillations de cette nature et 
sur laquelle M. Poincaré a appelé l'attention. 
Notre modèle hydraulique va nous permettre 
de la comprendre. 

44*. Rôle de rétincelle dans la production des 



LA PRODUCTION DES ONDULATIONS RAPIDES. 83 

ondulations. — Nous avons supposé Texistence 
de deux vases communiquant par un tuyau 
muni d'un robinet, et entre lesquels on établit 
tout d'abord une différence de niveau, le robi- 
net étant fermé. Nous nous proposons d'étudier 
ce qui se passe quand le robinet est ouvert. 
Nous avons à notre disposition un procédé 
d'ouverture brusque et nous pouvons aussi 
ouvrir le robinet peu à peu. Supposons d'abord 
le robinet très peu ouvert. Le liquide va 
s'écouler lentement en frottant considérable- 
ment au robinet. Le niveau va s'établir finale- 
ment le même dans les deux vases, mais à ce 
moment l'énergie disponible dans le système 
sera complètement détruite, et nous retrouve- 
rons son équivalent en chaleur da^s le liquide. 
Cette chaleur aura été produite par le frotte- 
ment au robinet. . 

Ouvrons maintenant le robinet un peu plus. 
Le frottement dû au passage du liquide sera 
moins considérable, et, si Fouverture est assez 
grande, il restera au liquide, sous forme d'éner- 
gie cinétique, au moment où les niveaux seront 
en équilibre, une quantité d'énergie équiva- 
lente à une partie de l'énergie potentielle que 
3e système possédait au début à cause de la 
différence de niveau. Ily aura donc des oscil- 



84 CHAPITRE V. 

lations, qui seront d'autant plus amorties que 
la résistance opposée par le robinet sera plus 
grande. 

Si, au lieu d'avoir un robinet sur la conduite, 
nous avions eu un piston au-dessus du liquide 
le plus bas, nous aurions pu obtenir les mêmes 
résultats, d'une manière un peu différente au 
premier abord. En élevant le piston lentement, 
de manière à équilibrer constamment la pres- 
sion du liquide, c'est-à-dire de manière que 
l'effort sur le piston devienne nul au moment 
où le niveau est le même dans les deux 
vases, nous arriverions encore à une oscilla- 
tion unique du liquide, aussi lente que nous 
le voudrions. Cela tient à ce que nous avons 
consommé l'énergie potentielle disponible du 
liquide, non plus entièrement sous forme de 
chaleur, comme dans le cas précédent, mais 
en partie sous forme de chaleur et en partie 
par le travail que le liquide a dû dépenser 
pour élever le piston. 

Si, au contraire, nous élevons le piston brus- 
quement, de manière que le liquide cesse 
d'être à son contact, aussitôt que le mouvement 
commence, nous aurons production des ondu- 
lations régulièrement amorties, propres au 
système. 



r 



LA PRODUCTION DES ONDULATIONS RAPIDES. 85 

En somme, pour arriver à obtenir ces ondu- 
lations propres, il faut une perturbation brusque 
et dont la production ne consomme pas l'éner- 
gie emmagasinée dans le système sous forme 
potentielle. On voit immédiatement que la dif- 
ficulté de la production de la perturbation sera 
d'autant plus grande que la période d'oscillation 
à obtenir sera plus courte, c'est-à-dire que la 
masse à mettre en vibration sera plus faible, 
c'est-à-dire aussi que l'énergie qu'elle peut 
emmagasiner sera plus faible. 

45. Ordre de grandeur des oscillations de dé- 
charge des condensateurs et du temps de Tétin- 
celle. — Le calcul montre que les oscillations 
de Thomson, produites dans la décharge des 
condensateurs, sont extrêmement fréquentes. 
Avec la bouteille de Leyde ordinaire, on 
obtient des décharges qui se renouvellent 
quelques centaines de mille fois par seconde. 
Il faut donc que le déclenchement de la per- 
turbation se fasse avec une rapidité extrême, 
puisqu'elle doit être très courte par rapport à 
cette durée déjà si infime. 

Aucun moyen mécanique ne permettrait cer- 
tainement un déclenchement de cette vitesse. 
II n'en est pas de même de l'étincelle électrique. 

8 




86 CHAPITRE V. 

Nous avons indiqué ci-dessus les expériences 
de Feddersen, par lesquelles il a vérifié la for- 
mule deThomson. Il étudiait au miroir tournant 
Tétincelle produite à une coupure située sur le 
circuit de décharge d'un condensateur. Il a me- 
suré de la sorte le temps qui s'écoule entre deux 
étincelles successives produites par des dé- 
charores oscillantes. Jamais il n'a observé le 
moindre élargissement de l'étincelle dû au mou- 
vement du miroir. On pouvait donc affirmer que 
la durée de l'étincelle était infiniment courte par 
rapport à la durée des oscillations de ce genre. 
On pouvait conclure a fortiori à la faible durée 
de la période d'établissement de l'étincelle. 

Nous verrons plus loin que le problème le 
plus important à résoudre pour la production 
des phénomènes nets d'oscillation électrique 
était celui du raccourcissement de la période. 
On pouvait donc se demander si l'étincelle 
pourrait suffire à produire des oscillations très 
fréquentes. Hertz est, en effet, arrivé à des oscil- 
lations de l'ordre du cent-millionième de se- 
conde, et l'on a pu depuis aller jusqu'à un cent- 
milliardième de seconde. L'étincelle a toujours 
permis d'obtenir l'oscillation; nous pouvons 
donc la considérer comme s'établissant dans 
un temps infiniment court. 



. ONDULATIONS 



46. Baccoarcissement des périodes. — Dans 
la Télégraphie sans fils, on est obligé d'em- 
ployer des fréquences de ce dernier ordre de 
grandeur, selon toute probabilité, car les me- 
sures directes n'ont pas été faites» à ma con- 
naissance, et elles seraient, je crois, d'une 
extrême difficulté. Nous verrons, en effet, que 
si l'on mesure facilement la période d'un réso- 
nateur, on mesure très difficilement celle d'un 
excitateur. On est obligé, pour celle-ci, de s'en 
rapporter à la formule. 

Quand on arrive à une pareille fréquence, on 
est obligé d'employer de petits appareils et, 
pour une diffiSrence de potentiel déterminée, 
l'énergie disponible est très faible. Elle serait 
donc totalement employée, selon toute proba- 
bilité, pour la production de la première étin- 
celle, par laquelle peut se rétablir l'équilibre; 
il faut donc employer, pour la production des 
phénomènes qui nous occupent, une étincelle 
auxiliaire, produite par une source d'énergie 
puissante, et dans laquelle pourra se produire 
la décharge oscillante du système en expé- 
rience. 

Notre assimilation hydraulique va nous faire 
comprendre ce qui se passerait dans ce cas, 
Soitun robinet constitué par une valve dont le 



88 CHAPITRE V. 

mouvement doit entçainer un poids et que nous 
maintenons fermée tout d'abord. Si nous lâchons 
simplement la valve, elle sera ouverte par le 
courant d'eau et celui-ci travaillera pour cette 
ouverture. Nous pourrons donc être dans le cas 
où Ténergie étant absorbée par un travail exté- 
rieur, il n'y aura plus production d'oscillations. 

Mais nous pouvons supposer cette valve 
placée dans un élargissement du tube, avec le- 
quel communiquent deux autres larges tuyaux. 
Par ceux-ci nous faisons arriver un courant 
d'eau de grand volume, mais à vitesse faible. 
Nous ouvririons ainsi la valve. Ceci pourra être 
fait assez rapidement pour que le régime du 
système dont nous voulons avoir les oscillations 
puisse s'établir; on peut imaginer pour cela 
bien des systèmes. 

Certes le second courant d'eau pourra réagir 
sur le premier, mais cette réaction variera dans 
chaque cas particulier. On peut concevoir tel 
cas où elle sera négligeable. 

C'est par un procédé tout à fait analogue 
que se produisent les oscillations hertziennes, 
ainsi nommées du nom du grand homme qui 
les a produites le premier, 

47. Excitateur de Hertz. — Hertz eut l'idée 



IM muuubuun uns ONDULATIONS RAPIDES. 89 

de placer deux capacités A, A' { /îg . 1 5 ), formées 
par deux feuilles métalliques ou deux sphères, 
de part et d'autre d'un excitateur C mis en re- 
lation avec les deux pôles du secondaire d'une 
bobine de Ruhmkorff. Voyons ce qui se passera 
pendant le fonctionnement de celle-ci. 

Mouton a montré, en 1876, que, lorsqu'on 
excite une bobine par son primaire, le secon- 

Fig. 15. 



daire étant ouvert, il se produit dans celui-ci 
des ondulations périodiques amorties, de la 
totalité du circuit. Avec les petites bobines em- 
ployées par Mouton, ces ondulations ont une 
période aux environs du dix-millième de se- 
conde. Avec les puissantes bobines utilisées 
pour ce qui nous occupe, cette période est cer- 
tainement beaucoup plus longue. Elle sera 
allongée encore par la présence des deux ca- 
pacités A et A'. Les expériences de Mouton 
nous montrent d'ailleurs que, dans le cas des 



lines cloisonnées qui est celui des bobines 
isées, les potentiels de A et A' sont toujours 
,ux et de signes contraires. 
lous l'action de l'ondulation qui se produit 
si, la différence de potentiel en C montera 
1 viendra un moment où le potentiel explosif 
C sera atteint. Dans ces conditions, la dé- 
rge se produira. Nous aurons à notre dispo- 
3n, pour produire l'étincelle, l'énergie due, 
le part, aux charges A et A', d'autre part, 
. bobine elle-même. L'énergie de cette der- 
"6 est considérable et, par conséquent, les 
illations de A, A' pourront se produire, sans 
sommer leur énergie à produire le phéno- 
le disruptif. En somme, la bobine sert à 
X choses : 1" charger le système oscillateur; 
iroduire le déclenchement des oscillations. 
»n peut se demander alors quel est l'effet 
iûurant de la bobine sur celui de l'oscilla- 
■. Cette étude a été faite, pour la première 
, par M. Poincaré, qui a montré que cette 
^tion était négligeable, à cause de la diffè- 
re considérable de fréquence des deux 
es. 

n comprend d'ailleurs immédiatement que 
aleur convenable da courant auxiliaire doit 
er avec l'oscillateur. C'est ainsi que, pour 



-^î* 



LA PRODUCTION DES ONDULATIONS RAPIDES. 91 

les oscillateurs à très courtes périodes, il est 
bon d'employer soit une machine statique, 
soit une faible bobine, alors que les grosses 
bobines sont indispensables pour les excita- 
teurs plus puissants. 

48. Étincelle efficace. — On voit d'ailleurs 
très facilement par Texpérience le rôle prépon- 
dérant de Tétincelle. Les effets des ondulations 
renseignent, en effet, immédiatement sur la 
nature de celle-ci, et Ton s'aperçoit que les 
ondulations sont énergiques, c'est-à-dire que 
les conditions de l'interruption sont celles que 
nous venons de décrire quand l'étincelle a un 
aspect particulier, reconnaissable à sa forme 
qui est renflée au milieu et à son bruit qui est 
extrêmement strident. Quand on rapproche les 
boules C davantage ou qu'on les écarte plus, 
les oscillations hertziennes ne se produisent 
plus. Nous ne pouvons insister ici sur les con- 
jectures à faire au sujet de la raison d'être de 
ces phénomènes. On ne peut, en efïet, faire 
que des conjectures plus ou moins plausibles, 
qui ne seraient pas ici à leur place. 

Mais nous devons parler du rôle extrême- 
ment important de l'état des surfaces. Pour 
que les phénomènes hertziens se produisent le 



CHAPITRE V. 

possible, il faut que les sphères C soient 
îusement propres. Sous l'action des 
les, leur surface ne tarde pas à s'oxj'der 
ciellement, et l'étincelle ne peut plus 
ndue efficace. Il est probable que dans 
il n'y a plus soudaineté suffisante de 
Ile, les oxydes subissant une sorte d'é- 
tion électrique trop puissante, 
li MM. Sarasin et de La Rive ont-ils 
un service considérable en indiquant 
'i de l'huile comme milieu dans lequel 
'étincelle. Dans ces conditions, l'étin- 
ficace est beaucoup plus facilement ob- 
ille correspond à un potentiel plus élevé, 
iséquent à une énergie plus grande des 
ions, et enfin les impuretés qui se dé- 
sur la surface des boules n'ont plus 
action sensible. On peut opérer tort 
aps avec le même appareil sans le dé- 
pour le nettoyer. 

ccitatears de Lodge, de Righi, de Bose. — 

■d, M. Lodge employa comme excitateur 
.e système de deux boules C, et s'aperçut 
btenait aussi, dans ce cas, des ondula- 
îc triques. II employa également des sys- 
e trois ou quatre boules centrées sur le 



LA PRODUCTION DES ONDULATIONS RAPIDES. 93 

même axe et dont on pouvait faire varier la 
distance d'une manière convenable. 

M, Righi a, repris ce système, en le modi- 
fiant d'après les idées de MM. Sarasîn et de 
La Rive. Il fait éclater l'étincelle centrale dans 
rhuile. Les étincelles latérales sont produites 
simplement dans l'air. C'est l'étincelle cen- 
trale qui seule a de l'importance. Les étin- 
celles extérieures n'ont qu'un seul but, c'est 
d'exciter une perturbation dans le système des 
deux sphères centrales. Il faut éloigner les pe- 
tites sphères des sphères centrales à la plus 
grande distance compatible avec la puissance 
de la bobine, de manière à obtenir le plus haut 
potentiel possible. C'est la distance de A à B 
qu'on règle de manière à obtenir l'étincelle 
efficace de ce système. 

Nous donnons ici {fig. 16) la figure d'un oscil- 
lateur de ce système, construit par M. Blondel 
précisément pour les besoins de la Télégraphie 
sans fils, et qui est disposé de manière à être 
placé verticalement. 

M. Bose a employé, pour un but particulier 
dont nous parlerons bientôt, un petit excita- 
teur de Lodge à trois sphères très petites. Les 
étincelles éclatent dans l'air, et les sphères 
sont en platine pour éviter l'oxydation. D'ail- 



91 CHAPITRE V. 

leurs, M. Bose a soin de ne faire fonctionner 
son appareil que très peu de temps chaque 
fois; il emploie une très petite bobine, dont il 
ferme le circuit au moment du besoin, et pen- 

Fig. 16. 



dant le temps juste nécessaire. Des disprasi- 
tions analogues avaient été employées aupa- 
ravant par M. Lebedew pour obtenir de très 
courtes ondes. 

50. Excitateur de Blondlot. — Enfin, nous ne 
voulons pas finir ce Chapitre sans parler de 



LA PRODUCTION DES ONDULATIONS RAPIDES. 95 

l'oscillateur de M. Blondlot. Ce sa' 
son instrument pour l'étude théorii 
cillations hertziennes. Le calcul df 
propre et de l'amortissement dans 
de Hertz présentait quelques ii 
M. Blondlot a alors voulu créer ut 
période indiscutable. Il a employa 
dispositif même de Feddersen : ur 
teur {fig. 17) possédant une capa 

Fig. 17. 



par rapport à son volume et un fil 
sentant l'aspect d'un circuit fermé 
compte de l'étincelle d'une part, et c 
bation dans le diélectrique d'autre f 
bation dont nous parierons dans i 
prochain. On a ainsi un appareil 
lieu à un calcul indiscutable et qui 
mesures précises. 

51. Propagation le long des fils, 
nous cherchons actuellement, c'i 



prennent 
naissance lors de l'étincelle. 

On reconnaît là un dispositif tout à fait 
analogue à celui qu'a employé M. Blondlot 
pour étudier la propagation d'une perturbation 
brusque le long des fils. Notons, en passant, que 
les fils Ai et A'[ n'entrent dans le système que 
comme guides des ondulations produites dans 
le condensateur. Ils peuvent être très longs, et 
avoir par conséquent une capacité considé- 
rable, sans modifier les ondulations. Ceci tient 
à ce que nous ne devons faire entrer dans le 
calcul de la période que ce qui est situé dans 
un espace très petit autour de l'étincelle. Nous 
n'avons pas à revenir ici sur la vitesse de pro- 
pagation le long des fils, nous en avons lon- 
guement parlé ci-dessus; nous indiquerons 
plus tard d'autres propriétés de cette propa- 



Le dispositif électrodynamique de M. Blond- 
lot comporte un excitateur [fig. 19) tel que 



..^r-*^Wi5^)pK) 



p^i 



98 CHAP. V. — PRODUCTION DES ONDULATIONS RAPIDES. 

celui qui a été décrit, dont le conducteur est 
entouré par une boucle d'un long fil de ligne 
le long duquel on étudie la propagation. La 
perturbation se propage par induction du fil 
de Texcitateur au fil voisin de la ligne. 



^E^^l 



CHAPITRE VI. 

LES RÉCEPTEURS D'ONDULATIONS ÉLECTRIÛUES. 

52. Les phénomènes d'induction sont bien 
connus, nous les avons rappelés dans un pré- 
cédent Chapitre, et nous nous en sommes 
fait une image par l'existence d'un milieu 
enveloppant le conduoteur, siège d'un cou- 
rant, et transmettant dans tous les sens une 
variation de pression pendant le régime va- 
riable du courant primitif. 

Si nous avons, par conséquent, un tube élas- 
tique analogue à celui de notre modèle, et 
placé auprès de celui-ci dans le liquide am- 
biant, il sera parcouru par un courant. 

53. Conditians où les lois ordinaires de l'in- 
duction sont valables. — Dans la théorie ordi- 
naire de l'induction, on considère toujours 
celle-ci comme produite simultanément en tous 
les points de l'espace pour les divers circuits 
qui y sont placés, ce qui donne lieu à l'exis- 



100 CHAPITRE VI, 

tence d'un courant constant tout le long de 
chacun d'eux. Ceci revient à considérer que tout 
se passe comme si les actions se propageaient 
instantanément autour du courant variable 
excitateur. Mais il est un cas encore où ces ré- 
sultats peuvent s'appliquer. Nous savons quels 
effets d'induction sont dus à ce que le flux de 
force qui traverse un circuit fermé varie. Fai- 
sons l'hypothèse que la transmission d'une 
perturbation du champ se fait par les lois ordi- 
naires de la transmission d'une perturbation, 
c'est-à-dire avec une certaine vitesse fixe, je 
dis que les lois de l'induction que nous connais- 
sons s'appliqueront encore quand la pertur- 
bation sera infiniment lente, c'est-à-dire de 
période infiniment longue. 

En effet, dans le cas le plus général, soit 
CDAB {fig. 20) la courbe qui représente la va- 
riation de la force magnétique en fonction du 
temps en un point M. En un point M,, la per- 
turbation sera représentée par la même courbe, 
mais avec un déplacement, le long de l'axe des 
temps, égal à r> a étant la distance MM,, et X 
la longueur d'onde ('). C'est-à-dire que tout se 



(') Nou3 verrons dans le Chapitre prochain ce que c'est 
que la longueur d'oude. 



<NS ÉLECTRIQUES. 101 

passe en M et M), par exemple, comme si, pour 
deux circuits placés en M et M,, les variations 
dans un temps très court étaient CD et AB. 

Fig. ÏO. 



Si la variation est infiniment lente, X^tc, et 
CD et AB seront, à des infiniment petits près, 
sur une même droite. 

Les lois ordinaires étant vraies pour les per- 
turbations infiniment lentes, il faut nous adres- 
ser, si nous voulons avoir des notions nouvelles, 
à des perturbations très rapides. Il n'y a que 
par leur moyen que nous pouvons espérer 
mettre en évidence des différences entre les 
phénomènes d'induction en deux points M et 
M), distants l'un de l'autre d'une quantité 
admissible, possible à parcourir dans le cours 
d'une expérience. 

Nous avons vu^ par les expériences de 
M. Blondiot, qui se servait d'une étincelle 
comme moyen d'observation, qu'une perlur- 



LES RÉCEPTEURS D'ONDULATIONS ÉLECTRl 

avec les changements d'énergie de 
riation. 

Nous pouvons donc étudier ce c( 
diverses manières. 

1' 8i le circuit est coupé en un p 
y aura en ce point une différence de 
qui peut suffire à faire jaillir une étin 
micromètre à vis délicate permet de n 
distance explosive maxima atteinte 
procédé, on mesure donc la différem 
tentiel maximum pendant la série 
lions. 

2" Si les deux extrémités du circui 
sont mises en communication avec c 
dranls d'un électromètre dont l'aij 

Fig. 21. 



isolée, on aura une déviation obteni 
par la méthode idiostatique, puisqut 
drants agissent sur l'aiguille non ch; 
la simple induction électrostatique : 



CHAPITRE VI. 

e déviation qui sera proportionnelle au 
oyen du potentiel. 

! circuit parcouru par un courant in- 
(chauffe : on peut donc mesurer cet 
sment par un procédé délicat quel- 
bolomètre ou pince thermo-électricpie. 
i cas, la chaleur de Joule étant à tout 
proportionnelle au carré de l'intensité, 
arera une quantité proportionnelle au 
lOyen de l'intensité pendant le temps 
Action. 

triode propre du résanatenr. — Dans 
;es circonstances il faudra faire atten- 
e fait que le résonateur n'est point un 
I indifférent, mais qu'il a une période 
jui entre en jeu dans la production des 
ènes. II se comportera exactement 

un pendule ébranlé par une cause 
[ue de période autre que la sienne, 
ssons un ébranlement communiqué à 
Iule. Celui-ci se mettra à osciller avec 
ide propre, c'est-à-dire qu'après avoir 
son élongation maxima dans un temps 
il reviendra dans le même temps à sa 

d'équilibre. Si maintenant nous consi- 
in nouveau choc qui lui arrivera eu un 



LES RÉCEPTEURS D*ONDULATIONS ÉLECTRIQUES. 105 

point quelconque de sa course, nous verrons 
des phénomènes divers se passer suivant le 
point de la course où le choc se produit. Si 
la vitesse actuelle et l'impulsion sont de sens 
contraires, le pendule pourra être soit arrêté 
à sa position, soit même renvoyé en sens in- 
verse de son mouvement. Il peut au contraire 
recevoir une impulsion concordant avec son 
mouvement, et alors celui-ci sera augmenté. 

Si les impulsions ont exactement la période 
du pendule, celui-ci prendra un mouvement 
qui augmentera au delà de toute limite. Si les 
deux péripdes ne coïncident pas exactement, 
il y aura production d'un régime variable qui 
ne se terminera jamais. 

Voilà ce que donne l'analyse des phénomènes 
dans le cas où les oscillations pendulaires ne 
sont pas amorties. Si elles sont amorties, nous 
voyons les choses se modifier complètement. 

Nous nous occuperons du cas où l'amortis- 
sement n'est pas trop considérable. Dans ce 
cas, les ondulations du pendule ont encore une 
période nettement définie, mais chacune est 
moins ample que la précédente. Il y aura 
régime permanent établi, quand l'énergie con- 
sommée dans l'amortissement pendant une 
oscillation sera exactement égale à l'impulsion 



CHAPITRE VI. 

lupérée chaque fois par le pendule, grâce au 
)c qui entretient son mouvement. 
Un pareil pendule nous décèlera donc bien 
tistence d'une perturbation mais l'examen 
son mouvement ne nous donnera qu'un ren- 
gnement éloigné sur la nature même du 
luvement excitateur. Nous nous bornerons 

à cet énoncé, nous verrons plus loin de 
elle façon ces propriétés du résonateur mo- 
ient les résultats possibles à prévoir pour 

ondulations électriques. 

î6. Ezcitateuret résonateur accordés. — D'ail- 
irs, pour l'étude préalable des phénomènes, 
ar la détermination de leur nature même, 
irtzéliminecettecaused'erreur, en employant 

résonateur donnant les effets maximum pour 
1 excitateur. 

Le fait même de l'existence d'une période 
Dpre nous montre en effet, comme nous i'a- 
ns vu, qu'il y aura une résonance maxima 
and la cause excitatrice et le récepteur auront 
môme période propre. On pourra donc élimi- 
r complètement les causes d'erreurs prove- 
nt de la différence des périodes en prenant, 
rmi une série de résonateurs, celui qui donne 
plus grande distance explosive. 



r^^T^ 



LES RÉCEPTEURS d'ONDULATIONS ÉLECTRIQUES. 107 

Les résonateurs dont nous venons de parler 
ont plusieurs formes. La plus usitée est un 
simple cercle ou rectangle formé par un fil 
métallique. Dans ce cas, on peut répéter le 
raisonnement fait pour les tuyaux sonores, et 
dire que le courant électrique doit présenter un 
nœud à chaque extrémité. Si Ton admet que 
r ébranlement se propage le long du fil avec la 
vitesse limite mesurée par M. Blondlot, on a 
ainsi tous les éléments pour calculer la période 
du résonateur, nous verrons comment dans le 
Chapitre suivant. 

Il y a à ce calcul une difficulté. MM. Sarasin 
et de La Rive ont montré en effet, comme nous 
l'indiquerons plus loin, qu'il n'y avait pas con- 
cordance entre le nombre ainsi obtenu et le 
nombre expérimentalement mesuré. Ceci tient 
à ce que Textrémité du fil n'est pas un nœud 
exact de courant. Il y a en ce point un rayon- 
nement d'énergie facile à prévoir, qui trouble 
les phénomènes. MM. Sarasin et de La Rive 
ont trouvé un résultat expérimental concor- 
dant avec cette dernière idée. 

Enfin, pour avoir un résonateur de période 
calculable et éliminer les difficultés ci-dessus, 
M. Blondlot emploie le procédé que nous avons 
déjà décrit pour son excitateur. Un conden- 



108 



CHAPITRE VI. 



sateur est formé par un circuit rectangulaire 
(fig. 22), qui ici est continu au lieu d'être coupé 

Fig. 22. 



comme dans l'excitateur. Un micromètre à 
étincelles est placé en dérivation sur le conden- 
sateur. 



57. Le résonateur ouvert. — Les résonateurs 
fermés que nous venons de décrire ne sont pas 

Fig. 23. 




Jw 



'i 



les seuls employés. Autour d'un oscillateur 
de Hertz puissamment excité, on tire des étin- 
celles de tous les morceaux de métal. Hertz a 
souvent employé comme résonateur un appa- 




LES RÉCEPTEURS D'ONDULATIONS ÉLECTRIQUES. 109 

reil identique à son excitateur, mais dont les 
deux extrémités en regard étaient des pointes, 
entre lesquelles on observait des étincelles. La 
fig. 23 montre un petit excitateur et un petit 
résonateur ainsi constitués, placés au foyer de 
miroirs paraboliques. 

58. Le cohéreur. — Etudions maintenant le 
récepteur par excellence de la Télégraphie 
sans fils, le tube à limaille métallique de 
M. Branly. 

Les ondulations électriques rapides dont 
nous venons de parler sont susceptibles de 
produire d'autres effets encore que les cou- 
rants d'induction ayant pour siège un fil mé- 
tallique de dimensions finies. Quand on sou- 
met à leur action une limaille métallique 
convenable, elle prend de nouvelles propriétés. 
Ce fait a été découvert en 1890 par M. Branly. 

Un certain volume de limaille métallique 
contenu dans un espace clos, fermé sur son 
pourtour par une matière isolante et fermé sur 
les deux faces latérales par des parois métalli- 
ques formant électrodes, présente au passage 
du courant électrique une résistance qui varie 
avec Tétat des électrodes et avec celui de la 
limaille. Sila limailleest d'un métal inoxydable, 

B. 10 



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V 



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ilO CHAPITRE VI. 

. pur, et parfaitement nettoyé, passé à l'alcool 
pour enlever les dernières traces de matières 
grasses, et s'il en est de même pour les élec- 
trodes, le système présente une conductibilité 
électrique assez grande. 

Mais si Ton néglige une quelconque de ces 
précautions, si le métal n'est pas un métal 
inoxydable surtout, la résistance d'une pareille 
masse de limaille devient considérable. Elle 
atteint facilement l'ordre du mégohm. Mais 
cette résistance n'est pas constante, elle dé- 
pend d'un grand nombre de circonstances. Le 
serrage a une influence très grande, le degré 
d'oxydation de la surface aussi. Enfin, les per- 
turbations électriques ont une action considé- 
rable sur cette conductibilité. 

En 1885, M. Calzecchi Onesti, en Italie, avait 
observé un fait curieux ; c^est que de la limaille 
de fer contenue dans un tube de verre placé 
entre deux électrodes métalliques, devenait 
subitement conductrice quand on en mettait 
les électrodes en communication avec les deux 
pôles du secondaire d'une bobine de Ruhm- 
korfi*. Ce travail passa complètement inaperçu : 
il n'était pas, en effet, susceptible d'applica- 
tions, et ne présentait aucune portée théorique. 

Aussi était-il complètement inconnu, quand 




g-*^?- I:r-y^-' 



LES RÉCEPTEURS D'ONDULATIONS ÉLECTRIQUES. 111 

M. Branly découvrit le changement de con- 
ductibilité des limailles quand on fait jaillir 
dans leur voisinage une étincelle électrique. 
La résistance tombe subitement de Tordre du 
mégohm à quelques ohms. Si donc une pile 
est fermée sur le tube, celui-ci laissera passer 
un courant qui pourra produire une action 
quelconque : déviation d'un galvanomètre, 
mise en action d'un électro-aimant. Par ce der- 
nier procédé on pourra soit faire fonctionner 
directement un appareil enregistreur, soit fer- 
mer un circuit local. L' électro-aimant sera 
alors un relais analogue à celui dont nous 
avons indiqué Tusage précédemment dans la 
Télégraphie par fils. On peut donc ainsi dé- 
clencher un courant électrique aussi puissant 
qu'on le veut, et produire des efFets considé- 
rables. 

Il n'y a aucune espèce de rapport entre l'éner- 
gie mise ainsi en liberté et la si petite énergie 
nécessaire pour faire jaillir une étincelle élec- 
trique. Et nous verrons bientôt quelle infime 
partie de cette dernière énergie est nécessaire 
pour faire fonctionner le tube à limaille. Au 
point de vue de la conservation de l'énergie, 
nous devons expliquer ce résultat. L'énergie 
émise par l'étincelle et qui impressionne lé 



H 2 CHAFITHE VI. 

tube à limaille ne sert que de déclenchement, 
elle joue le rôle de la main du mécanicien qui 
ouvre un robinet et fait partir une puissante 
machine. L'énergie est accumulée à l'état po- 
tentiel, n'attendant que l'occasion de devenir 
actuelle. C'est donc par un procédé tout autre 
que celui qui met en jeu le tube à limaille qu'a 
été accumulée l'énergie ainsi libérée. L'énergie 
d'induction qui vient agir sur le tube à limaille 
joue exactement le même rôle que l'onde 
électrique propagée le long du fil de la ligne 
télégraphique, qui vient fermer, au moyen du 
relais, le circuit d'une pile locale. Nous avons vu 
ci-dessus que le dispositif du relais était néces- 
saire à cause de la chaleur de Joule perdue dans 
Je fî], nous verrons bientôt qu'il est nécessaire 
encore ici à cause des propriétés du retour 
à sa résistance primitive du tube à Rimaille. 
M. Branly a en effet montré que, si l'action 
d'une étincelle voisine diminuait énormément 
Ja résistance du tube à limaille, cette résistance 

reparaissait intégralement sous l'action d'un 
simple choc. 

do!!i ^^^^''^^^tion du cohéreur. — Nous voyons 

trT. .?^.T^"'' ^^^'^ ^^ possibilité de régénérer 
très rapidement et très simplement le tube 






LES RÉCEPTEUilS D'ONDULATIONS ÉLECTRIQUES. 113 

aussitôt qu'il a reçu un signal, et, par consé- 
quent, d'employer systématiquement l'appareil 
à la production de signaux analogues à ceux 
de Morse. Il suffit que le courant même qui le 
traverse fasse fonctionner un marteau de 
sonnerie qui frappe sur le tube. 

L'expérience nous apprend que, pour que le 
tube soit régénérable, il faut que la force élec- 
tromotrice fermée sur lui ne soit pas trop 
grande. Il ne doit pas, en effet, débiter un trop 
grand courant, il faudra donc proportionner la 
force électromotrice à la résistance du relais 
qui devra fonctionner. Un ou deux éléments de 
Leclanché sont tout ce que l'on doit employer 
dans les conditions ordinaires de la pratique. 

Tel est, dans ses grandes lignes, le fonction- 
nement des tubes à limaille de M. Branly. 
Nous devons maintenant indiquer les étapes 
qui ont été suivies dans son emploi. 

Le premier qui eut l'idée de l'employer pour 
remplacer le résonateur de Hertz est M. Lodge, 
qui put ainsi révéler des ondes électriques 
déjà assez faibles. Puis on chercha à systéma- 
tiser la construction de l'instrument en em- 
ployant, non plus de la limaille métallique, 
mais des morceaux de métal amenés au con- 
tact. Ceci est aux dépens de la sensibilité^ 

10. 



CHAPITRE V[. 



!n faveur de la régularité du fonctionne- 
ie l'appareil. Les tubes de M. Branly ou 
Lodge sont, en effet, très capricieux. Les 
extra-sensibles, dont nous allons indiquer 
Jurement la construction, sont plus capri- 
Bncore ; aussi , pour les études théoriques, 
Q cherche surtout la régularité de l'ac- 
mploie-t-on des appareils plus grossiers. 
jouvent employé de petites vis do fer ou 
vre, mais l'appareil le meilleur pour ce 
d'études est celui de M. Bose dont nous 
déjà prononcé le nom. 
e compose d'une série d'hélices en fli 
r. Ces hélices sont posées à plat, l'une 
ISU3 de l'autre^dans un tube en ébonite, de 
ire à être en contact respectivement par 
pe. Elles sontcomprisesentredeuxpiêces 
>nze, par lesquelles on amènera le cou- 
L'une de ces pièces est mobile et permet 
re varier le serrage, qui a la plus grande 
ace sur le fonctionnement de l'instru- 

s je ne veux pas insister sur ce dernier 
tioanement, qui n'a pas d'importance au 
de vue de la Télégraphie sans fils; je 
ieulement maintenant exposer l'état de la 
on de la théorie du tube à limaille. 



LES RÉCEPTEURS D'ONDULATIONS ÉLECTRIQUES. 115 

60. Expériences sur le fonctionnement du co- 
héreur. — Quand il découvrit la propriété fon- 
damentale du cohéreuf, M. Branly émit Tidée 
que son fonctionnement était dû à une modifi- 
cation, sous Faction des ébranlements élec- 
triques, de Téther environnant les particules 
de limaille. M. Branly continue à être partisan 
de son ancienne théorie. Elle me semble 
condamnée par les dernières expériences. 
M. Lodge, quand il eut fait usage de ce genre 
d'appareil, fit immédiatement Thypothèse qu'il 
se formait, sous Faction des ondulations élec- 
triques, des contacts entre les diverses pointes 
de limaille. Aussi donna-t-il à cet appareil le 
nom de cohéreur. M. Branly, n'admettant pas 
l'interprétation de M. Lodge, veut lui donner 
le nom de radioconducteur, qui ne préjuge 
rien sur le mode de fonctionnement. Cepen- 
dant le nom de cohéreur semble actuellement 
le plus en honneur, surtout depuis les expé- 
riences dont je vais parler. 

L'année dernière, M. Aronseut l'idée d'étu- 
dier sous le microscope ce qui se passait dans 
les limailles soumises aux actions d'induction 
de haute fréquence. Le problème à résoudre 
était d'obtenir un petit espace tel que l'action 
des ondes se fît sentir forcément dans le champ 



■--t:: 



il6 CHAPITRE VI. 

du microscope. M. Arons y arriva en collant 
sur une lamelle de verre deux lames triangu- 
laires en papier d'étain, qui laissaient entre leurs 
sommets un espace extrêmement petit. En ce 
pointil placeune très petite quantité de limaille. 
De la sorte, les ondes agissent forcément en ce 
point précis. Les deux lames de papier d'étain 
servent de conducteurs pour amener le courant 
d'une pile. La résistance de l'appareil, non 
soumis aux oscillations électriques, est consi- 
dérable. Aussitôt qu'une étincelle éclate dans 
le voisinage, la résistance diminue, et un cou- 
rant notable passe. En même temps, on voit, 
sous le microscope, se former des ponts de 
limaille, et de petites étincelles jaillir aux 
points où les grains de limaille sont au con- 
tact. Quand on vient à produire un choc sur la 
préparation, on voit aussitôt les ponts se dé- 
truire, en même temps que la résistance revient 
à une valeur très élevée. 

Ceci se passe quand les ondulations élec- 
triques n'ont pas été trop intenses. Sans cela 
les ponts formés sont beaucoup plus considé- 
rables, et le choc ne suffit plus pour les dé- 
truire. On remarque avec les cohéreurs sensi- 
bles des effets de cette nature. Il ne faut pas 
les exposer à des ondulations trop énergiques, 



LES RÉCEPTEURS D'ONDULATIONS ÉLECTRIQUES. 117 

si Ton veut les garder en bon état de fonction- 
nement. 

Ces expériences ne suffisaient pas pour 
expliquer un phénomène déjà observé par 
M. Branly : c'est que les effets indiqués se pro- 
duisaient même dans le cas des limailles in- 
cluses dans un milieu isolant. Aussi M. Arons 
fit-il Texpérience en noyant la limaille dans un 
vernis au copal. Il vit alors se former, sous 
Faction des ondes électriques, autour des pMites 
pointes de la limaille, de petites bulles gazeuses. 
Ceci ne pouvait pas expliquer la conductibi- 
lité, puisque les gaz ne sont pas conducteurs. 
Mais M. Arons a terminé ces expériences en 
étudiant simplement l'intervalle entre deux 
pointes vraiment infiniment voisines de papier 
d'étain collé sur verre. Il observa alors que la 
résistance, pratiquement infinie au moment où 
l'appareil venait d'être fait, atteignait une 
valeur encore considérable, mais mesurable, 
lorsque des oscillations électriques s'étaient 
produites au voisinage, et en même temps l'ob- 
servation microscopique montrait le dépôt sur 
le verre, entre les deux pointes, d'une couche 
infiniment mince de métal volatilisé, puis dé- 
posé. 

Ce sont donc, d'après M. Arons, et contrai- 



118 CHAPITRE VI. 

rement aux idées de M. Branlj'^, des phéno- 
mènes purement matériels qui se produisent 
dans la limaille sous Faction des ondulations 
électriques. Ce sont les phénomènes mêmes 
des décharges disruptives finies que nous 
observons, qui se produisent en infiniment 
petit. Mais les quantités vraiment très petites 
de matière mises en jeu font comprendre com- 
ment les effets peuvent se produire entre de 
petites pointes de limaille, même quand on 
dispose d'une énergie infiniment petite. La 
densité de l'énergie, si j'ose m' exprimer ainsi, 
sera finie, si l'espace où elle est mise en jeu 
est infiniment petit du même ordre qu'elle, et 
il pourra, par conséquent, y avoir production 
d'une infiniment petite volatilisation ou d'une 
infiniment petite fusion. 

Cette conception semble encore prendre une 
nouvelle consistance d'après les expériences de 
M. Thomas Tommasina. Dans ces expériences, 
un cohéreur élémentaire, comme dit l'au- 
teur, est formé d'un plateau métallique porteur 
d'un peu de limaille, et d'un pendule à boule 
de nickel situé au-dessus. On amène le pen- 
dule au contact juste de la limaille, de ma- 
nière que la conductibilité n'ait pas encore 
lieu, puis on produit au voisinage des ondes 



XDL'LATION'S ÉLECTIIKJOES. llî 

électriques. Le courant s'établit. On pt 
écarter notablement le disque de la bov 
que la conductibilité soit détruite. Il ! 
une chaîne de particules métalliques 
raaintientjusqu'à O", 06, d'après l'autei 
longueur est consid'érablement réduit 
rompt le courant avant d'abaisser le 
métallique porteur de la limaille. Il 
donc que le courant a une action sens 
le cohéreur. Cependant sa présence r 
nécessaire ; on peut faire très facilemi 
périence. Un tube à limaille est exp 
oscillations électriques à circuit ouv( 
le courant est fermé; on constate aloi 
conductibilité est établie. C'est même I 
nière véritable d'étudier la sensibilité 
appareils, car on comprend aisément 
tance de l'induction dans le circuit qui 
le cohéreur, outre celle de la présent 
pile. 

11 me reste, maintenant que j'ai doi 
avis sur le fonctionnement du lube à 
à indiquer sa construction pratique et i 
ditions de sensibilité. 

Nous avons indiqué ci-dessus le r 
damental des travaux de M. Branl 
M. Lodge. Nous devons parler maint( 



120 CHAPITRE VI. 

M. Marconi, qui a étudié avec le plus grand 
instruction du cohéreur, et qui a donné 
;s aujourd'hui universellement suivies. 
..employer des espaces extrêmement 
mtenant extrêmement peu de limaille. 
;trodes remplissent complètement un 
16 de verre {fig. 24) de 2""" à 3™» de 

Fig. n. 



i, et laissent entre elles un espace de 
l°"°. On verse dans cet espace une très 
lantité de limaille, qui doit être loin de 
lir. Si même on veut obtenir la plus 
sensibilité possible, il faut pouvoir ré- 
venablement la distance des électrodes 
ïort à la quantité de limaille qu'elles 
inent. C'est là une opération très déli- 
e chacun fait un peu à sa guise. On 
rer, comme M. Branly le fait actuelle- 
1 plaçant les deux électrodes dans des 
ts A, A' {fig. 25) percés aux extrémités 
port. Des vis permettent de les main- 
i distance voulue. Le tube de verre est 
ent maintenu par les électrodes. On 



LES RÉCEPTEURS d'CNDULATIONS ÉLECTRIQUES. 121 

introduit dans le tube une très petite quantité 
de limaille, et Ton règle par tâtonnements la 

Fig. 25. 




distance des électrodes jusqu'à la sensibilité 
maxima. On les fixe alors au moyen des vis. 

On peut aussi faire porter les électrodes par 
des vis qui entrent dans des filetages masti- 
qués aux extrémités du tube {fig. 26). Cela 

Fig. 26. 




facilite peut-être un peu le réglage. Ce procédé 
a été aussi employé par M. Branly. 

Enfin on peut, à Texemple de M. Blondel, 
souder au tube, au droit de la séparation entre 

11 



CirAPITRE VI, 

X électrodes, un lube rectangulaire 
fîg. 27), formant réservoir de limaille. 
t alors, en renversant le tube avec pré- 

et d'une manière convenable, arriver 
!uire entre les électrodes la quantité de 

utile. Ce dernier système présente le 
ivanfage de permettre d'opérer en un 

Fig.' 57. 




\ clos, c'est-à-dire, si on le 
ans le vide. Si, comme nous l'avons 
essus, le rôle essentiel dans le fonction- 

du cohéreur est joué par les oxydes 
i la surface des grains de limaille, tout 
ait varier cette oxydation doit modifier 
ément le fonctionnement de l'appareil, 
î que l'expérience vérifie de point en 
; c'est pour cela que M. Blondel a créé 

d'instrument, 
ombreuses publications ont été faites 

peu sur ce sujet; aucune ne nous 



.» 



LES RÉCEPTEURS D'ONDULATIONS ÉLECTRIQUES. 123 

semble plus concluante et plus nette que celle 
de MM. Blondel et Dobkéwitch. Les faits ont 
été soigneusement observés, et publiés sans 
aucun souci d'intérêts commerciaux. Ceci est 
rare en cette matière, car de grands intérêts 
sont engagés dans cette question, si suscep- 
tible d'applications pratiques; et les construc- 
teurs qui ont répété l'expérience de Marconi se 
sont bien gardés de donner les résultats com- 
plets de leurs essais. Nous allons donc résumer 
la question d'après le Mémoire que nous ve- 
nons d'indiquer. 

Il est d'abord fort difficile de construire tous 
les cohéreurs dans des conditions comparables. 
Aussi, pour étudier la valeur des diverses li- 
mailles, faut-il définir la construction d'une 
manière exacte. Pour cela, une des électrodes 
étant fixée en bas du tube placé verticalement, 
une petite quantité de limaille, toujours la 
même, est introduite. Puis la seconde élec- 
trode, qui est montée à vis dans le tube, est 
amenée au contact de la limaille, puis éloignée 
jusqu'à ce que le courant cesse de passer. L'ap- 
pareil est alors mis horizontal et exposé aux 
ondes, à circuit ouvert, ce qui, comme nous 
l'avons indiqué ci-dessus, a une très grande 
importance. 



12i CHAPITRE VI. 

La source d'ondulations électriques est une 
simple sonnerie de 6 ohms munie d'un seul 
élément Leclanché. La seule rupture du cou- 
rant de cette sonnerie produit une pertur- 
bation infiniment faible, qui suffit pour im- 
pressionner le tube jusqu'à une distance de 2" 
ou 3™, quand il est dans un état de sensibilité 
réellement convenable. 

Les électrodes de ce tube d'essai sont en 
platine et toujours soigneusement nettoyées. 
Dans ces conditions, on peut diviser les mé- 
taux en deux classes : 

1"* Ceux dont les limailles, sous faible épais- 
seur, laissent toujours passer le courant. Ce 
sont les métaux inoxydables; 

2** Ceux qui opposent au courant une résis- 
tance très grande à l'état naturel, et presque 
nulle sous l'effet des ondes hertziennes; ce 
sont les métaux légèrement oxydables, em- 
ployés suffisamment frais, tels que le fer, le 
cuivre, le nickel, le chrome, l'aluminium, etc. 

Pour ces divers métaux, il y a de grandes dif- 
férences. Avec le nickel on a de bien meilleurs 
résultats qu'avec l'aluminium préconisé par 
certains expérimentateurs. Les tubes peuvent 
être éloignés deux fois plus de la source, ce qui 
correspond à une énergie nécessaire quatre 




.^^.wj»; 



LES RÉCEPTEURS D'ONDULATIONS ÉLECTRIQUES. 125 

fois plus faible. La diflférence s'accentue quand 
les limailles ont été quelque temps exposées à 
Tair. 

D'ailleurs, l'exposition à l'air est très mau- 
vaise pour toutes les limailles oxydables. II 
faut, quand elles ont leur dose convenable 
d'oxydation, sceller le tube et y faire le vide, 
suivant le conseil de M. Lodge. C'est ce qu'a 
fait M. Blondel dans les tubes qu'il emploie. 
Mais comme, malgré tout, la limaille s'use 
encore en fonctionnant : c'est pour cela qu'il a 
ajouté à ses tubes scellés la partie à angle 
droit qui sert de réservoir de limaille. 

L'utilité de la présence d'une couche iso- 
lante pour le fonctionnement du cohéreur est 
montrée par ce fait, observé simultanément et 
indépendamment par MM. Blondel et Tissot, 
que la limaille d'argent sulfurée donne de bons 
appareils; mais ces grains ne sont ni assez 
réguliers, ni assez durs. 

Enfin , l'emploi d'alliages convenables d'ar- 
gent et de cuivre ou d'or et de cuivre permet 
d'obtenir des limailles d'oxydabilité variable 
avec les teneurs en cuivre. L'alliage monétaire 
à 10 pour 100 ne s'oxyde qu'à chaud. On peut 
donc, en le chauffant d'une manière conve- 
nable, lui donner telle propriété qu'on veut. 

11. 



CHAPITIIE VI. 

cette manière qu'on peut réaliser des 
rs sensibles jusqu'à 3" de la sonnerie 
>lus haut. 

sorte de cohéreur a été réalisée par 
aly et M. Blondel, indépendamment 
'autre. 

, nous terminerons celte étude du cohé- 
étudiant ce que M. Blondel a appelé 
reurs inverses. 

avons vu que, si limaille et électrodes 
n métal tout à fait inoxydable, il n'y 
cun eflfet de cohérence. Il n'en est pas 
ï si un seul des deux métaux est oxy- 
n a fait fonctionner, en effet, des tubes 
?. d'or pur ou de platine pur, mais entre 
trodes de maillechort par exemple. Il 
nnel de penser alors que l'action est 
couche d'oxyde placée sur l'élecfrode. 
si l'état actuel de la question du cohé- 
lus y avons longuement insisté, car le 
■ est l'instrument principal de la Té- 
e sans fils. Nous avons tâché, dans 
ïstion aujourd'hui brûlante, d'être im- 
Vous avons laissé de côté les intérêts 
liaux, qui n'ont rien à faire ici, pour 
i chacun la part qui lui revient. Nous 
i citer d'autres noms à côté de celui 



■*l " 



LES RECEPTEURS D ONDULATIONS ELECTi 

de M. Braoly, mais nous ne voulor 
miner ce Chapitre sans dire que s 
perfectionnements ont été faits pai 
et si M. Onesti avait vaguement 
quelque chose, la paternité de la n 
lui en revient pas moins. 






CHAPITRE Vn. 

LA PROPAGATION DE L'INDUCTION 
DANS LES DIÉLECTRIQUES. 



61. Les rôles du diélectrique dans les diverses 
théories. — Jusqu'ici nous avons employé 
presque uniquement les théories anciennes de 
Télectricité ; nous avons, d'une part, considéré 
ce qui se passe dans un fil parcouru par un 
courant comme quelque chose d'analogue à un 
courant hydraulique. Nous avons bien montré 
comment, pour rendre compte des phéno- 
mènes d'induction, il fallait, dans notre mo- 
dèle hydraulique, introduire l'hypothèse d'un 
milieu ambiant, et comment, en se plaçant 
dans des conditions convenables, au moyen 
d'oscillations très rapides, M. Blondlot avait 
montré qu'il existe une vitesse de propagation 
limite le long d'un fil pour de pareilles oscilla- 
tions. 

Nous n'avons pas, jusqu'ici, considéré ce 




LA PROPAGATION D'INDUCTION. 129 

qui se passe dans le milieu ambiant, en fonc- 
tion du temps. Nous ne savons donc pas si 
celui-ci se comporte comme un milieu qui 
transmet des ondes à la façon de la matière 
ordinaire oudeTéther lumineux, ou si, au con- 
traire, nous devons le considérer comme Des- 
cartes considérait le milieu qui transmet la 
lumière, c'est-à-dire comme transmettant in- 
stantanément à toute distance un ébranlement 
quelconque. Nous ne savons pas, en effet, si le 
phénomène de la propagation le long des fils 
avec une vitesse déterminée n'est pas dû pré- 
cisément au fil lui-même ou à la couche de 
passage entre le fil et le diélectrique. 

Il y a d'ailleurs une probabilité très grande 
pour qu'il n'en soit pas ainsi. Si les perturba- 
tions électriques ont pour siège la matière 
elle-même, elles doivent avoir pour vitesse 
de propagation une vitesse compatible avec 
les propriétés de celle-ci. Nous avons vu, par 
l'étude de la propagation le long des fils, 
qu'il n'en est rien. La vitesse de propagation 
limite que nous avons trouvée est numéri- 
quement égale à la vitesse de propagation 
de la , lumière ; nous sommes donc loin ici 
d'une vitesse explicable par les propriétés de 
la matière. 



130 CHAPITRE VII. 

62. Rôle probable de Téther lumineux. — 

Nous avons vu, dans le Chapitre II, que la vi- 
tesse de propagation d'un ébranlement était 
caractéristique du milieu où il se propage. 
Nous devons donc penser que l'éther lumineux 
lui-même est le siège des phénomènes élec- 
triques, puisque les perturbations électriques 
se propagent avec la même vitesse que les 
perturbations de Télher auxquelles sont dus 
les phénomènes lumineux. 

Ceci ne veut pas dire que les phénomènes 
électriques puissent prendre naissance dans 
Téther lumineux même. La lumière, d'ailleurs, 
est dans le même cas. Aucun phénomène lu- 
mineux ne prend naissance, s'il n'existe pas 
une source constituée par de la matière ani- 
mée d'une certaine énergie. De même, nous 
ne verrons jamais de phénomène électrique 
produit, s'il n'y a pas quelque part de ma- 
tière convenable et excitée par de l'énergie 
convenable. 

L'éther est le milieu hypothétique, impon- 
dérable, qui transmet l'énergie radiante, c'est- 
à-dire qui absorbe une partie de l'énergie 
cinétique des molécules matérielles pour la 
transmettre dans toutes les directions, sans 
être le siège d'aucune absorption d'énergie. 




i V 



LA PROPAGATION d'IXDUCTION. 131 

U existence d'un pareil fluide suffit à expliquer 
tous les phénomènes actuellement connus 
de la lumière. 

63. Importance des phénomènes électriques 
pour la théorie de Téther. — II semble bien 
qu'on doive aussi demander à l'éther Texplica- 
tion des phénomènes électriques. D'ailleurs, 
si cette explication échouait, ce serait, on peut 
le dire, la condamnation de . l'hypothèse de 
l'éther. 

Laissons, en effet, parler Maxwell : 

« Remplir Tespace d'un milieu impondérable nou- 
veau toutes les fois qu'on a à expliquer un phénomène 
nouveau serait vraiment bien peu philosophique ; au 
contraire, si, étant arrivés indépendamment par l'é- 
tude de deux branches dififérentes de la Science à 
rhypothèse d'un milieu, les propriétés qu'il faut 
attribuer à ce milieu pour rendre compte des phé- 
nomènes électromagnétiques se trouvent être de la 
même nature que celles que nous devons attribuer à 
l'éther lumineux pour expliquer les phénomènes de 
la lumière, nos raisons de croire à l'existence phy- 
sique d'un pareil milieu se trouveront sérieusement 
confirmées. » 

Nous pouvons donc dire que les phénomènes 
électriques nous donnent un critérium pour 
juger la valeur de la théorie de Téther. Nous 
savons deux choses : 1^ que les phénomènes 



frt* f/rt 



132 CHAPITRE VII. 

d'induction se produisent à distance ; 2** que 
les phénomènes de self-induction se propagent 
le long des fils avec une vitesse limite égale à 
celle de la lumière, qui, par conséquent, nous 
prouve qu'il y a un milieu impondérable à faire 
intervenir. 

La théorie de la lumière nous apprend que 
quand un ébranlement se transmet ainsi dans 
une direction, il doit se transmettre tout alen- 
tour. Nous devons donc attribuer, pour pou- 
voir continuer à admettre Texistence de l'éther 
lumineux, à la propagation dans l'espace de 
Tonde de self-induction, les phénomènes d'in- 
duction mutuelle. 

64. Phénomènes possibles à étudier avec les 
oscillations électriques dans Tair. — Nous 
avons expliqué au commencement du Cha- 
pitre précédent que, pour mettre ce fait en 
évidence, il fallait s'adresser à des ondulations 
très fréquentes. Le calcul conduit comme 
nous l'avons indiqué ci-dessus (formule de 
Thomson) nous montre que, avec les procé- 
dés ordinaires, en employant des capacités 
courantes, on ne peut guère obtenir pour les 
ondulations produites que des perturbations 
ayant une période aux environs de 10~^ se- 



r 



LA PROPAGATION d'INDUCTION. 133 

conde (*). Nous nous proposons maintenant 
de voir ce que nous pourrons étudier avec des 
ondes de cette fréquence, quelles facilités elles 
nous donneront d'une part, et quelles difficultés 
d'une autre. Pour cela, nous allons supposer 
le problème résolu, supposer que ces ondes 
sont vraiment de la même nature que la lu- 
mière, et voir ce que deviennent les proprié- 
tés de celle-ci quand sa fréquence atteint cette 
valeur. 

Nous allons donc définir ici les principales 
propriétés des mouvements vibratoires. 

65. Longueur d'onde. — Soit un mouvement 
vibratoire ayant pour source le point A (/îgf. 28), 



Fig. 28. 



I 



B 



qui commence à vibrer au temps o ; au bout 
d'un temps t, il y aura une molécule située à une 
distance d, au ppint B, qui commencera à en- 



Ci Je rappelle que lO' représente 10000000, et Ton 
convient de représenter par 10""' la fraction tttôVtîm»- 
Cette notation est universellement adoptée maintenant et 
employée en Ëlectricité. 

12 



CHAPITRE VI!. 

vibration. Le quotient -r représente ce 
ippeile la vitesse de propagation du 
leot ondulatoire, et l'on a la formule 
, Quand le point B commence son mou- 
, il part dans la même direction que le 
L. Il y a un point B, qui est tel qu'il 
ice à vibrer, c'est-à-dire qu'il part 
direction qu'avait A au début du mou- 
, au moment même où A, après avoir 
li une révolution complète, repassera 
position d'équilibre. Le temps t sera 
jal à la période du mouvement vibra- 
ar définition même; on le désigne par 
distance d s'appelle alors la longueur 
et les points A et B jouissent de la 
té de vibrer toujours synchronîque- 
ja longueur d'onde se nomme X, et l'on a 
ion x= VT, entre la longueur d'onde, 
ise de propagation et la période du 
nent. Si nous considérons maintenant 
t situé à g de la source, il est évident 
1 mouvement commencera quand la 
aura accompli une demi-révolution, 
dire que le point et la source auront 
5 des mouvements contraires. 




^T-vS" 



LA PROPAGATION D'INDUCTION. 135 

66. Phase du mouvement vibratoire. — Ceci 
s'exprime en disant que : deux points distants 
d'une longueur d'onde sont en concordance de 
phase, et que deux points distants d'une demi- 
longueur d'onde sont en discordance de phase. 

67. Les interférences. — Soient deux sources 
Ai et A2 {fig^ 29), vibrant synchroniquement, 

Fig. 19. 




et un point M. Ce point va recevoir des mouve- 
ments venus des deux points Ai et A2. Soient 
di et dt ses distances à Ai et A2. Occupons- 
nous du mouvement reçu de Ai. Ce mouve- 
ment est parti de A« depuis un temps ^ donné 
pardi =Yti. 

Ceci veut dire que le mouvement reçu par le 
point M de A« sera le même que celui de cette 

même source un temps ti. = ;^ auparavant. 

Nous pouvons répéter pour la deuxième source 
ce que nous venons de dire pour la première, 
et le mouvement envoyé par celle-ci en M sera 



e que celui de la source un temps t: = t^ 
le moment considéré. Tout se passe 
mme si l'on avait à comparer le mouve- 
3 la source A, avec celui de la source Aa 
d'un temps constant égal à (j -7- f , . Or 
e comme A, , par hypothèse. Donc tout 
3 comme si l'on avait & comparer deux 
aeots pris sur la même trajectoire d'une 
le vibrante, mais en deux points diffé- 
Is que, pour aller de l'un à l'autre, la mo- 
aette le temps U — (, . Si tt — 1, = nT, 
t un nombre entier quelconque, les 
aents seront toujours concordants. Si 
= 2 ' '^^ mouvements seront 
5 discordants, et le point M sera tou- 
■nmobile {'). Entre ces cas extrêmes 
t se trouver tous les cas intermédiaires. 
— t,= nT, ceci veut dire que 
d,— d, = V(f,-(,) = nVT, 

G du — d, représente un nombre entier 
ueurs d'ondes. 



13 supposons ici que l'iateDsité des mouvements 
A, en M est la même' Si elle ne l'était pas, au 
l'immobilité absolue, on aurait seulement un 




LA PROPAGATION d'INDUCTION. 137 

On voit donc que, si Ton peut disposer de 
deux sources vibrant synchroniquement, on 
observera des vibrations maxima en des points 
tels que ^2 — d< soit un nombre entier de 
longueurs d'ondes. Ces points sont ce qu'on 
nomme des ventres. On observe de même des 
nœuds quand ^2 — d^ est un nombre impair 
de demi-longueurs d'ondes. Il y a production 
de ce qu'on nomme des franges d'interférence. 

68. Miroirs de Fresnel. — On peut réaliser 
en Optique deux sources lumineuses vibrant 
synchroniquement au moyen de la réflexion. 
Si l'on prend une source lumineuse et deux mi- 
roirs faisant entre eux un tout petit angle, la 
réflexion sur ces deux miroirs donnera deux 
images très voisines, qui deviendront les deux 
sources A» et A2, et l'on observera autour de la 
perpendiculaire à A< A2 les franges d'inter- 
férence, dont la position permettra de déter- 
miner la longueur d'onde de la lumière. C'est 
l'expérience célèbre des deux miroirs de 
Fresnel. 

69. Expériences de MM. Wiener et Lippmann. 

— Un autre procédé a donné, dans ces der- 
nières années seulement, un résultat analogue 

12. 



138 



CHAPITRE VII. 



à M. Otto Wiener et à M. Lippmann. Ce der- 
nier a réalisé ainsi la Photographie des cou- 
leurs. Nous pouvons chercher à faire interférer 
au-devant d'un miroir N une onde plane avec 



. Fig. 30. 

. A 2 



i M, 



>M 



'• Obi 



N 



f. 



son onde réfléchie sous Tincidence normale. 
Il y aura alors, suivant la théorie, formation 
de nœuds et de ventres dans des plans paral- 
lèles au miroir. Cherchons la distance de deux 
plans de nœuds ou de deux plans de ventres. 
Posons Ai P = a, di .= Ai M. Alors A2 étant 
symétrique de A< par rapport au miroir, d'a- 
près les lois de la réflexion. 



dj = A2M = 2a — di, 




LA PROPAGATION D*INDUCTIOX. 139 ^ 

donc 

dî — d, = 2(a — di). 

Si l'on a un ventre en M, 

dj — di = 2(a — di) = nX; 

pour le ventre voisin Mi on aura 

2(a~di) = (n4-l)X, 

d'où, en retranchant, 

2(di — d;) = 2MMi = X, 

ou 

MM, =J. 

La distance de deux ventres est la demi- 
longueur d'ondulation (*). 

70. Longueurs d'onde de la lumière. — Voyons, 
pour la lumière, à quelle distance doivent être 
les plans M, M« . La mesure par les deux miroirs 
et d'autres procédés plus précis ont donné, 
pour la longueur d'onde de la lumière jaune de 
la soude, 589 x 10"' centimètres. (Nous em- 



(') Les nœuds seront parfaitement nets si la distance 
de la source au miroir est infiniment grande par rapport 
à la longueur d'onde et si l'on observe tout près du 
miroir. 



CHAPITRE VII. 



ons toujours le système C. G. S. de me- 
). 

vitesse de la lumière est 3 x 10" Gen- 
res, d'après les mesures de M . Cornu,donc 
0-' = 3.10"xT, d'où T= 190x10" 
de ou environ 2.10~'* seconde, c'est- 
! deux quadrillonièmes de seconde. II y a 
cinq cent trillions de vibrations par se- 
pour la raie jaune de la soude. 

La diflraction. — L'étude des radiations 
euses dont nous venons de définir les 
iétés a montré une série de phénomènes 
it la plus grande importance au point de 
ui nous occupe, je veux parler des phé- 
nes de diffraction. 

Optique élémentaire, on a l'habitude de 
lérer des rayons lumineux, le long des- 

la lumière se propage en ligne droite, 
on sait depuis longtemps que la lumière 
Lsse à travers une petite ouverture s'épa- 
dans toutes les directions. Il se produit 
des phénomènes de diffraction. Il y a une 
de maxima et de minima formant des 
îs analogues à celles d'interférence. Si 
rture devient assez petite, il y a un épa- 
îement de la lumière. 



-TT^ 



LA PROPAGATION d'INDUCTION. 141 

Nous ne pouvons entrer ici dans un aperçu 
sur le phénomène, qui nous entraînerait trop 
loin ; nous voulons seulement en retenir que la 
limitation d'une onde par un écran empêche la 
propagation régulière de la lumière. 

Toute limitation produit le même effet: On 
les observe si, au lieu, d'employer un écran or- 
dinaire, on emploie un miroir, aussitôt que le 
miroir devient assez petit. Il faut savoir de 
quel ordre de grandeur doit être le miroir pour 
que l'épanouissement prenne naissance. On 
voit immédiatement, par l'étude de la diffrac- 
tion, que les phénomènes décrits auront lieu 
aussitôt que les dimensions du miroir devien- 
dront de l'ordre de grandeur de la longueur 
d'ondulation. 

72. Concentration des radiations. — Quand 
une source lumineuse ordinaire envoie nor- 
malement son énergie, elle l'envoie également 
dans toutes les directions. Il y a propagation 
d'ondes sphériques, sur lesquelles l'énergie 
est uniformément répartie; toutes les direc- 
tions de l'espace sont identiques. Si l'on place 
cette source au foyer principal d'un miroir 
concave, la lumière au contraire est, après ré- 
flexion, rendue parallèle à l'axe du miroir. 



Ii2 CHAPITRE VU. 

Ceci suppose quelasourceestrigoureusemenl 
punctiforme, et que le miroir est assez grand 
pour que les phénomènes de diffraction, qui se 
produisent toujours sur les bords, soient né- 
gligeables. Si le miroir devient assez petit, 
même en gardant la courbure convenable pour 
que la source reste en son foyer, et si Ton con- 
sidère le point de la source lumineuse qui est 
précisément en ce foyer, il y aura phénomènes 
de diffraction, et l'épanouissement de Tonde de- 
viendra considérable aussitôt que la dimension 
du miroir deviendra de Tordre de la longueur 
d'onde. 

73. Éclat d'une source. — Mais nous devons 
considérer autre chose encore : c'est la di- 
mension de la source. Si celle-ci est située 
dans le plan focal du miroir, les rayons émanés 
de l'un de ses points seront toujours parallèles 
entre eux. La direction du faisceau réfléchi 
dû au point M s'obtient donc en menant le 
rayon non dévié par réflexion, c'est-à-dire le 
rayon MO, étant le centre de la surface. 
Donc, dans la direction même de Taxe, on ne 
peut concentrer que la lumière émise par le 
point f même, et Ton n'augmentera pas l'effet 
utile du miroir au point de vue de la concen- 




LA PROPAGATION D'INDUCTION. 143 

tration de Ténergie dans une direction donnée, 
en augmentant la surface de la source de lu- 
mière; tout dépend de Véclat de celle-ci, c'est- 
à-dire de son intensité par unité de surface. 

Nous voyons ainsi que, pour caractériser 
l'effet dû à une source dans une direction, il 
est tout à fait insuffisant de connaître la puis- 
sance dépensée dans la source tout entière, 
qu'il faut au même titre connaître la surface 
d'émission de celle-ci. 

C'est la théorie des projecteurs que nous 
venons d'esquisser ici, et nous verrons dans 
un Chapitre suivant toute l'application qu'elle 
a au point de vue de la Télégraphie sans fils; 
mais, auparavant, nous allons nous occuper de 
r application aux ondes électriques des autres 
principes de la théorie de la lumière. 



CHAPITRE VHL 



PROPAGATION DE LINDUCTION DANS LES DIÉLECTRIQUES 

{suite). 



74. Vitesses de propagation des perturbations 
élastiques et électriques. — Nous avons posé, 
dans le Chapitre précédent, les bases d'après 
lesquelles nous devons chercher à identifier 
Téther lumineux avec le milieu qui transmet 
les perturbations électriques. La première 
question est de savoir si les perturbations 
électriques se propagent avec la même vitesse 
que les perturbations lumineuses. 

On ne pourrait a priori déduire d'expériences 
contraires à celte hypothèse que le milieu qui 
transmet les perturbations électriques est dif- 
férent de Téther lumineux. La théorie de l'élas- 
ticité nous apprend en effet que deux espèces 
de perturbations peuvent se propager dans un 
milieu : l*' celles qui sont dues à un mouve- 
ment normal à l'onde : ce sont les vibrations 
longitudinales; 2^ celles qui sont dues à une 



LA PROPAGATION D'INDUCTION. 145 

perturbation située dans le plan tangent à 
Tonde : ce sont les vibrations transversales. 

Ces deux espèces de perturbations doivent 
se propager avec des vitesses différentes. 
L'étude de l'Optique a montré à Fresnel que la 
perturbation lumineuse était purement trans- 
versale ; nous pourrions cependant trouver en 
Électricité des perturbations longitudinales qui 
se propageraient par conséquent avec une autre 
vitesse. Mais, si nous démontrons que les per- 
turbations électriques se propagent avec la 
vitesse de la lumière, nous aurons démontré du 
même coup qu'elles se produisent dans l'éther 
lumineux, et qu'elles sont transversales. 

Si d'ailleurs les perturbations électriques 
étaient dues à des perturbations en partie 
transversales et en partie longitudinales, nous 
devrions trouver deux vitesses de propagation 
différentes. 

75. Les idées de Maxwell. — La première 
idée de ce qui précède est due à Maxwell. Il 
appliqua le calcul mathématique à un certain 
nombre d'hypothèses que nous allons faira 
ressortir, et il en tira ce résultat considérable : 
Le cai^é de la vitesse de propagation des 
ébranlements électromagnétiques dans le 

B. 13 



■-1, 



!46 CHAPITRE VIII. 

vide est exprimable facilement au moyen 
des rapports des unités des diverses gran- 
deurs électriques exprimées, d'une part, dans 
le système électromagnétique et, d'autre part, 
dans le système électrostatique. Nous allons 
énumérer ces relations en désignant par de 
grandes lettres les unités électromagnétiques 
et par de petites lettres les unités électrosta- 
tiques. 

Q et q sont les unités de quantité d'électricité; 

1 et i sont les unités d'intensité; 

E et e sont les unités de force électromotrice; 

R et r sont les unités de résistance; 

C et c sont les unités de capacité. 

q i e y r y c 

V est la vitesse de propagation des ondes électro- 
magnétiques transversales. 

Les hypothèses fondamentales de Maxwell 
sont les suivantes : 

Quand un champ électrostatique est établi 
dans un diélectrique, celui-ci est soumis en 
chaque point à une déformation. Tout se passe 
comme s'il y avait eu un déplacement élec- 
trique en ce point. Le diélectrique jouit donc 
d'une propriété analogue à l'élasticité. A cette 
hypothèse, il joint les deux lois suivantes : 



CHAPITRE VIII. 

hypotlièse qu'elles sont transversales. 
1 a fait cette hypothèse, et il a trouvé 
itessedepropagation devait être laquan- 
exprimée tout à l'heure au moyen des 
ilectromagnétiques et électrostatiques 
irses grandeurs électriques. 
inités se déterminent par de simples 
Qces d'attraction au moyen d'appareils 
les à la balance de Coulomb ou au gal- 
tre. On est arrivé à apporter dans ces 
s une précision très grande, par des 
es appropriées et sur lesquelles nous 
7ons pas insister ici. On a trouvé con- 
tnt pour V des valeurs qui ne diffèrent 
ibre 300000''" par seconde, trouvé par 
QU pour la vitesse de la lumière, que de 
es du même ordre que les en-eurs d'ex- 
e. 

nous ne devons pas oublier qu'il y a 
se de cette théorie certaines hypothèses 
vent être révoquées en doute. Nous ne 
s insister ici sur les expériences qui 
faites pour les vérifier, principalement 
Rowland et M. Rontgen {'). Ces espé- 
ont montré que les courants de dépla- 
ne sont pas les expériences sur les rayons X. 



prfyjy^ijj^- 



LA PROPAGATION D'INDUCTION. 149 

cernent avaient la même action électromagné- 
tique que les courants ordinaires. 

Nous voulons seulement insister sur un fait. 
L'expérience a montré, comme nous l'avons 
indiqué, que les perturbations de haute fré- 
quence se propageaient le long des fils avec la 
vitesse de la lumière. On peut donc considérer 
ceci comme une vérification de l'hypothèse de 
Maxwell pour ce genre de propagation. Les 
ondes électromagnétiques ainsi propagées sont 
purement transversales. Mais cela ne nous 
prouve pas qu'il en soit ainsi pour les ondes 
propagées dans le milieu ambiant, loin du fil. 
Nous ne savons même pas s'il y a dans ce cas 
une vitesse de propagation, si les phénomènes 
ne sont pas instantanés. 

76. L'œuvre de Hertz. — La gloire de Hertz 
est d'avoir découvert que les phénomènes se 
propagent dans l'air suivant les mêmes lois que 
la lumière, et d'avoir indiqué à ses successeurs 
une méthode qui leur a permis d'arriver à 
montrer rigoureusement que la vitesse était la 
vitesse même de la lumière. 

Nous ne pouvons suivre ici Hertz dans les 
détails de ses expériences. Nous dirons seule- 
ment ce qu'il y a d'essentiel. D'ailleurs, nous 

13. 



,',&_ 



d 



150 CHAPITRE VIII. 

ne nous astreindrons pas à décrire minutieuse- 
ment les expériences; voulant faire œuvre de 
clarté et de simplification, nous schématise- 
rons les résultats. ^ 

Nous avons vu ci-dessus que le résonateur 
se comportait comme un instrument ayant sa 
période propre, et que, pour une excitation 
déterminée, on trouvait un résonateur accordé 
sur la même période, et donnant la plus grande 
étincelle au micromètre. Employons ce réso- 
nateur. Supposons connue la période d'ondu- 
lation, et étudions ce qui se passe en avant 
d'une surface métallique capable de réfléchir 
les ondes électromagnétiques, si elles sont 
analogues à la lumière. 

77. Interférences au-devant des miroirs. — 
Dans ces conditions, nous devons nous attendre 
à trouver au-devant du miroir des nœuds et 
des ventres, deux nœuds ou deux ventres étant 
distants Tun de l'autre d'une demi-longueur 
d'ondulation. Ces ondes ont été vues en Op- 
tique par M. Otto Wiener et par M. Lippmann, 
comme nous l'indiquions ci-dessus. D'ailleurs, 
les expériences de MM. Otto Wiener et Lipp- 
mann sont postérieures à celles de Hertz. En 
opérant de la sorte. Hertz vérifia le phéno- 



CHAPITRE Vlli. 

e de RuhmkorfF, ne donnait de réponse 
que quand les deux miroirs paraboliques 
it à peu près dirigés l'un vers l'autre, et 
lit la réponse maxima quand les deux 
principaux étaient en coïncidence (/ïj. 23} . 
eurs, en les plaçant côte à côte comme 
la fig. 31, on pouvait obtenir un effet 
iérable en plaçant en avant un miroir M. 
la même façon, Hertz put voir que ces 
ations se réfractaient dans un prisme en 
ilte. 

Divergences numériques des premières 
iences. — Mais en introduisant dans la 
lie /, = VT les périodes T calculées par 
mule de Thomson et les longueurs d'onde 
surées par l'expérience, on ne trouvait 

une concordance suffisante entre la vi- 
V calculée et la vitesse de la lumière, 
ist pour cela que MM. Sarasin et de La 
reprirent les expériences de Hertz dans 
îilleures conditions, dans une très grande 

avec un miroir métallique très grand 
, Ils trouvèrent, dès le début de leurs ex- 
Qces, un phénomène nouveau ; celui de la 
ance multiple. 



^^^r-'i 1 ^ h- ■ 



LA PROPAGATION D'INDUCTION. 453 

80. Résonance multiple. — Ils prirent diffé- 
rents résonateurs, et s'aperçurent qu'ils me- 
suraient avec ces appareils des internoeuds 
divers en avant de leur miroir métallique. Ils 
pensèrent alors que l'excitateur émettait une 
onde complexe, et que chaque résonateur met- 
tait en évidence une des ondes composantes. 

L'interprétation fut reconnue inexacte par 
MM. Bjerknes et Poincaré, qui montrèrent que 
ce n'est là qu'un effet dû à l'amortissement 
des ondulations dont nous avons parlé déjà. 

A chaque étincelle due à la bobine, l'excita- 
teur envoie une série d'ondulations amorties, 
et l'onpeut démontrerque, dans le cas de l'exci- 
tateur de Hertz, ces ondulations sont très vite 
amorties. 

L'amortissement peut se calculer; il peut 
se mesurer aussi par une méthode due à 
M. Bjerknes, et que nous ne pouvons ex- 
poser ici. 

De même, quand un excitateur est ébranlé, 
il répond à une excitation par une série d'on- 
dulations amorties; mais l'amortissement du 
résonateur est bien moindre que celui de l'exci- 
tateur. 

Nous allons faire un raisonnement simplifié, 
qui est d'ailleurs conforme au calcul complet. 



CHAPITRE VIII. 

sons un miroir M {fig. 32) et un résona- 
u point A; une onde électromagnétique 
dans le sens de la aèche. Supposons que 
mde soit tout à fait amortie, cela ne pro- 
en A qu'un simple ébranlement, le réso- 
r continuera ensuite à osciller avec sa 



de propre, l'onde cheminant ira se réflé- 
et reviendra sur le résonateur. Si elle 
e celui-ci dans un état_ d'oscillation tel 
'impulsion nouvelle lui imprime une vi- 
de même sens que la vitesse d'oscilla- 
elie-même, il y aura addition des effets; 
1 contraire, les deux effets sont discor- 
i, ils s'annuleront totalement ou partielle- 

ms ce raisonnement, seule la période d'os- 
;ion du résonateur entre en jeu. Ce qu'on 
donc mesurer, c'est la longueur d'onde 




LA PROPAGATION D'INDUCTIOK 155 

correspondant au résonateur lui-même, et cela 
indépendamment de toute hypothèse sur la 
période propre de l'excitateur. Celle-ci ne peut 
d'ailleurs pas être absolument quelconque, car 
elle intervient sur la facilité avec laquelle 3ont 
excitées les ondulations propres du résonateur. 
S'il y a une trop grande différence entre les 
deux périodes, l'effet sur le résonateur sera 
très petit, et non observable. 

81. Expériences de Strindberg. — Ces effets ne 
doivent plus se produire, au contraire, d'après 
cette théorie, si le résonateur est beaucoup 
plus amorti que l'excitateur. Ces conditions 
ont été réalisées par M. Strindberg, puis par 
M. Décombes. Ils ont vérifié qu'avec un réso- 
nateur très amorti on mesurait toujours la 
longueur d'onde correspondant à l'excita- 
teur. 

Cette propriété de la résonance multiple 
permet de comparer très nettement ce qui se 
passe dans l'air, et le long des fils conduc- 
teurs. Cela aurait été à peu près impossible 
sans elle. Hertz avait fait sur ce sujet des essais 
peu fructueux. D'après ce qui précède, on peut 
prendre des excitateurs à peu près quelconques 
et en étudier les effets avec le même réso- 



150 CHAPITRE VIII. 

nateur, on aura toujours des effets compa- 
rables. 

82. Longueur d'onde d'un résonateur. Réflexion 
au bout d'un fil. — MM. Sarasin et de La Rive 
ont vu que leurs résonateurs se comportaient à 
peu près comme s'ils prenaient un régime 
permanent correspondant à la présence d'un 
nœud à chaque extrémité, en admettant pour 
la vitesse de propagation le long du fil celle 
de la lumière. Ceci implique qu'une ondulation 
qui se propage le long d'un fil subit une ré- 
flexion à son extrémité, de même qu'une onde 
sonore se réfléchit sur le fond d'un tuyau. Si 
donc nous prenons un fil le long duquel se 
propagent des ondulations, nous devrons trou- 
ver le long de ce fil des noeuds et des ventres 
exactement comme dans le cas d'une réflexion 
sur un miroir. En promenant alors un résona- 
teur le long du fil, on mesurera l'internoeud 
correspondant à la vibration propre du ré- 
sonateur. 

83. Égalité de la vitesse de propagation dans 
l'air et le long des fils. — Nous avons déjà dé- 
crit le dispositif {fig. 18) au moyen duquel 
Hertz faisait propager une ondulation le long 



i 



LA PROPAGATION DINDUCTION. 157 

des fils. MM. Sarasin et de La Rive, par ce 
procédé, arrivèrent à montrer, en employant 
le même résonateur, que la perturbation élec- 
trique se propage avec la même vitesse le long 
des fils et dans Tair. 

Ce sont ces expériences qui ont permis de 
considérer comme suffisantes les mesures faites 
pour la propagation le long des fils, et de prendre 
avec certitude, pour la vitesse de propagation 
derébranlemen^t électromagnétique dans toutes 
les circonstances, le nombre de M. Blondlot, 
mesuré indépendamment de tout calcul de 
période, c'est-à-dire sans aucune cause d'erreur 
autre que les imperfections de Texpérience. 

84. Importance du résultat précédent. Causes 
d'erreurs dans le calcul des périodes. — L'in- 
succès numérique des expériences propres de 
Hertz donne un poids considérable à une dé- 
termination de ce genre, car il nous montre 
combien nous sommes loin encore de la connais- 
sance approfondie de toutes les causes qui 
agissent sur la période d'un système de con- 
ducteurs. Nous ne savons rien sur la résistance 
dans le cas limite des oscillations fréquentes, 
et nous sommes bien peu renseignés sur les 
diverses causes qui consomment de l'énergie 

14 



■*-.3 



^13 



ir>8 CHAPITRE Vin. 

dans une ondulation d'excitateur. L'énergie 
de ces ondulations est en effet partiellement 
convertie en chaleur, et partiellement aussi 
rayonnée. Nous supposons que dans Tétincelle 
il n'y a pas d'autre cause de déperdition, et 
cela est purement hypothétique. De même 
nous supposons que la bobine elle-même n'in- 
flue pas sur l'oscillation de l'excitateur. Quel- 
ques-unes de ces objections ont été étudiées 
par Hertz et M. Poincaré, mais les calculs ne 
sont que des approximations assez grossières 
qui rendent extrêmement précieuses des dé- 
terminations comme celle de MM. Sarasin 
et de La Rive d'une part, comme celle de 
M. Blondlot d'autre part, dans lesquelles les 
constantes de l'appareil n'entrent pour rien. 

85. Résumé de la théorie électromagnétique 
de la lumière. — En somme, si nous voulons 
rendre à chacun ce qu'il mérite, nous dirons : 

Maxwell a pressenti l'existence des ondes 
électriques propagées dans l'espace, et montré 
par le calcul ce que devait être la vitesse de 
propagation. Il les a hardiment assimilées à la 
lumière en introduisant dans ses équations 
l'hypothèse de la transversalité par rapport à 
l'onde. 



LA PROPAGATION D'iM 

Hertz amontré que ces ondulationsexîsta 
réellement et qu'elles se propageaient 
seulement le long des fils, mais même ( 
l'air, qu'elles se réfléchissaient, qu'elles se 
fractaient. La mort prématurée est v< 
interrompre ses géniales expériences, et lai 
ouvert à d'autres le champ des découvert* 

MM. Sarasin et de La liive ont montr 
résonance multiple et, par son moyen, l't 
lité de la vitesse de propagation le long de; 
et dans l'air. 

M. Blondiot a alors mesuré celte vitess 
long des fils, et a trouvé la vitesse de la 
mière. 

Enfin, MM. Poincaré et Bjerknes ont n 
tré l'influeiice de l'amortissement des oi 
sur le phénomène. 

Tels sont les fondements mômes de i'él 
des ondulations électriques. Nous allons m 
tenant voir les travaux plus récents qui 
permis de serrer de plus près les phénomi 
de l'Optique, et qui ont amené à la Télégra] 




CHAPITRE K. 



IMITATION DES PHÉNOMÈNES DE L'OPTIQUE. 
CONCENTRATION DES ONDES. 



86. Importance de la diffraction dans la pra- 
tique. — Nous avons vu toute l'importance que 
prenaient en Optique les phénomènes de diffrac- 
tion aussitôt que les dimensions des écrans ou 
miroirs atteignaient Tordre de grandeur de la 
longueur d*onde. Or il résulte des expériences 
relatées ci-dessus, que les longueurs d'on- 
dulations des appareils utilisés par Hertz ou 
MM. Sarasin et de La Rive étaient comprises 
entre 6" et 0",60. Avec l'excitateur de M. Blon- 
dlot, les longueurs d'ondes sont bien plus 
grandes encore; elles atteignent 30". 

Dans ces conditions il y avait des perturba- 
tions par diffraction aussitôt que les miroirs 
ou réfracteurs atteignaient quelques mètres. 
On ne pouvait donc espérer obtenir des effets 
un peu nets pour les phénomènes d'interférence 
par la méthode des deux miroirs, ou pour ceux 



r 



IMITATION DES PHÉNOMÈNES DE l'OPTIQUE. 161 

de réflexion totale ou de double réfraction. 
Aussi chercha-t-on, dès le commencement, à 
réduire la période des oscillations. 

87. Réduction des longueurs d'ondes. Diminu- 
tion de réclat de la source. — On arriva dans 
cette voie à des résultats fort satisfaisants au 
point de vue de la répétition des phénomènes 
de rOptique, grâce à l'emploi des excitateurs 
Lodge, Righi, Bose, dont nous avons parlé ci- 
dessus. On peut arriver ainsi à produire des 
ondulations de 1 0™" à 12'°°' de longueur d'onde. 

Ceci est encore bien insuffisant pour des 
ondes nettement concentrables au moyen de 
miroirs. Nous allons voir qu'une autre difficulté 
s'oppose à l'emploi des appareils qui donnent 
ces ondes possibles à concentrer, au moins pour 
obtenir des effets puissants. 

Si nous considérons une capacité C portée à 
un potentiel V, l'énergie disponible au moment 

du retour à l'équilibre est g CV. De cette éner- 
gie, une partie est employée à échauffer le 
conducteur, une autre est rayonnée, et c'est 
celle-là qui est utile. 

Ce qui nous arrêtera, c'est le potentiel 
auquel on peut porter le corps. Si celui-ci di- 

14. 



102 CHAPITRE IX. 

minue de dimensions, les sources actuelles, 
machines statiques ou bobines d'induction, ne 
le porteront pas à un potentiel plus élevé. 
Par conséquent l'énergie disponible dans une 
oscillation est inversement proportionnelle à 
la capacité. Or la fréquence varie dans le 
même sens. Donc l'énergie disponible dans 
une décharge est d'autant plus petite que la 
fréquence est plus grande. Si même on ad- 
mettait une formule analogue à celle de Thom- 
son, qui serait bien hypothétique dans le cas 
d'un oscillateur à boules, enverrait que l'éner- 
gie serait en raison inverse du carré dç la fré- 
quence, pour une série d'oscillations de l'exci- 
tateur. 

D'ailleurs, la fréquence avec laquelle on 
peut répéter les excitations est celle de l'inter- 
rupteur. On voit donc que la puissance de la 
source d'oscillation, ou son éclat, comme on 
dit en Optique, diminuera très vite quand la 
fréquence croîtra. 

Nous voyons ainsi apparaître l'impossibilité 
presque absolue de concentrer sérieusement 
des ondes électriques au moyen de la réflexion 
ou de la réfraction. Toutes les fois qu'avec des 
appareils admissibles comme dimensions on 
pourrait espérer rendre négligeables les phé- 



IMITATION DES PHÉNOMÈNES DE l'oPT"" 

nomènes de diffraction, l'éclat de '. 
diminuerade manière à rendre illusoi: 
centration possible au moyen des mir 

88. L'antenne. — Aussi est-ce pa 
autre procédé que l'on est arrivé à ai 
la distance à laquelle peuvent être im 
nés les appareils récepteurs. Dans io 
va suivre il est bien entendu que le 3( 
teur dont il sera question, ce sera le ( 
dont nous avons étudié ci-dessus la 
tion. Ce récepteur est, en effet, d'u 
bilité infinie par rapport aux autn 
qu'avec tous les appareils d'une auti 
les effets ne sont observables qu'à 
mètres, le cohéreur permet de Irai 
distances vraiment considérables, j 
bobine de 0°, 15 d'étincelle et un € 
de Righi on peut impressionner un 
à limaille du modèle de M. Marcor 
une centaine de mètres et même plu 
faut employer, pour atteindre les grs 
tances aujourd'hui usuelles, la conc 
des ondes au moyen de l'antenne. 

L'antenne est un long fil qui s'élèv' 
lement au-dessus de l'un des pôles dt 
teur, tandis que l'autre pôle est relié i 



164 CHAFITHE IX. 

Pour comprendre ce qui se passe dans ce cas, 
étudions le rôle des fils reliés aux excitateurs. 

89. Rôle de Tantenne. — Nous avons vu dans 
ce qui précède qu'on ne pouvait concevoir que 
les fils conducteurs longs prissent part aux 
ondulations dues à une cause quelconque, 
surtout à une cause aussi subite que Tétincelle, 
par leur ondulation propre de totalité. Nous 
avons vu, au contraire, que la perturbation qui 
prend naissance à l'étincelle doit se propager 
le long du fil ; elle a d'ailleurs une période qui 
dépend essentiellement de la nature de l'étin- 
celle qui la produit. 

C'est un fait d'expérience qu'un fil concentre 
le long de sa surface les ondulations de haute 
fréquence produites en un de ses points. Nous 
n'avons pas besoin d'autre chose, pour le dé- 
montrer, que des expériences de M. Blondlot. 
Ce savant a opéré au moyen d'une ligne de 
1800'° de long, et il a vu la perturbation arri- 
ver au bout de ce trajet sans affaiblissement 
notable. Ceci prouve mieux que tous les raison- 
nements le fait qui nous occupe. En effet, si la 
propagation avait eu lieu par une onde sphé- 
rique ordinaire, l'énergie, par unité de surface, • 
aurait été un quatre-millionième de celle qui 



IMITATION DES PHÉNOMÈNES DE l'OPTIQUE. i65 

aurait existé à 1™ des appareils. Elle aurait, 
par conséquent, été très certainement insuf- 
fisante à produire l'étincelle. On doit donc 
admettre que la plus grande partie de l'énergie 
des oscillations initiales se propage dans la 
direction du fil. Celui-ci joue donc exactement 
le rôle de concentrateur. 

90. Rôle de rantenne pour rémission des 
ondes. Perturbations aux extrémités des fils. — 

Il faut maintenant comprendre comment cette 
énergie, guidée par l'antenne, peut se propager 
cependant dans l'espace. Pour cela, il faut que 
nous parlions du phénomène connu sous le 
nom de perturbation aux extrémités du fil. 

Nous avons déjà dit que MM. Sarasin et de 
La Rive avaient remarqué que leur résonateur, 
au lieu d'avoir une période correspondant à 
l'existence d'un nœud à chaque extrémité, en 
avait une correspondant à l'existence d'un nœud 
situé un peu plus loin que l'extrémité du fil. 

Le fait que l'extrémité libre d'un fil n'est 
pas un nœud parfait, a d'ailleurs été observé 
dans toutes les expériences de propagation le 
long des fils. MM. Sarasin et Birkeland ont 
montré que, quand on mesure les internœuds 
dus aux ondes incidentes et réfléchies à Textré- 



CHAPITRE IX. 

é d'un fil, la dislance du premier nœud à 
trémité est toujours plus petite que l'inter- 
jd normal. Ce qui veut dire qu'il y a à l'ex- 
nité un point où il y a une fuite d'énergie. 
Birkeland estime cette fuite, d'après ce fait 
: les nœuds ne sont pas absolument nets, 
ime ils seraient s'il n'y avait aucune perte à 
trémité, à j environ de l'énergie incidente, 
c les ondes ordinaires. D'ailleurs, si nous 
sidérons une antenne isolée terminée d'un 
5 par une pointe et de l'autre par une sphère 
sentant une capacité notable, la perte par 
e-ci sera très faible et par conséquent l'éner- 
, par réflexions successives, finira pars' échap- 
tout entière par la pointe de l'antenne. 

1 . Analogie optique dea ondes concentrées par 
teDne. Expérience de Zeeman. — En somme, 
s voyons que l'antenne dirigera vers sa 
ite toute l'énergie disponible. De plus, la 
le inspection de l'appareil montre que l'onde 
ii guidée aura un axe de symétrie qui sera 
iirection de l'antenne. La propagation ne 
rra donc pas être identique dans toutes 
directions. II s'agit de comprendre, au 
^en de phénomènes optiques, ce qui peut 
lasser dans ce cas. 



IMITATION DES PHÉNOMÈNES DE L'OPTIQUE. 167 

Il semble a priori que TOptique ne nous pré- 
sente aucun phénomène analogue à celui-là. 
Nous ne connaissons par T observât! on ordi- 
naire que des ondes sphériques émanées d'un 
centre d'oscillations, et pour lesquelles l'énergie 
est identique dans toutes les directions. Ceci 
est vrai en général, mais la théorie de l'élasti- 
cité nous a appris que cela n'était exact que 
dans le cas de la lumière ordinaire, que cela 
ne saurait s'appliquer à une source de lumière 
polarisée. Pour cette lumière, comme on le 
sait, la vibration est rectiligne. Dans ces con- 
ditions, la théorie démontre que l'énergie n'est 
pas uniformément répartie dans toutes les di- 
rections. Elle est maxima dans le plan de po- 
larisation, et elle est dans les autres directions 
inversement proportionnelle au carré du cosi- 
nus de l'angle que fait la direction considérée 
avec le plan de polarisation. 

C'est là un résultat du calcul pur qui peut 
sembler au premier abord douteux, car il n'y 
a à ce sujet aucun résultat encore clas- 
sique. II y a cependant une expérience admi- 
rable faite il y a deux ans par M. Zeeman : c'est 
celle du détriplement des raies l)t et D2 
de la soude quand la himière est émise dans 
un champ magnétique. Dans ces conditions, 



emarque que la raie D,, par exemple, 
e, quand on observe normalement aux 
s de force, un triplet. Une des composantes 
1 triplet est polarisée dans un plan perpen- 
aire aux lignes de force du champ magné- 
. Quand l'observation est faîte dans le sens 
lamp magnétique, on ne remarque qu'un 
iet; la raie qui était polarisée normale- 
, au champ ne se propage pas dans le sens 
ilui-ci. C'est la vérification expérimentale 
> théorie, et cela nous montre que, quand 
onde lumineuse a un axe de symétrie, il 
y avoir concentration de Ténergie dans un 
perpendiculaire à cet axe de symétrie. 
ins le cas qui nous occupe, nous devons 
avoir concentration de l'énergie dans un 
normal à l'antenne; toutes les directions 
u- de celle-ci seront indifférentes. Si l'on 
rte un peu du plan perpendiculaire, la puis- 
3 disponible par unité de surface sera peu 
?ente de ce qu'elle est pour le plan per- 
iculaire; mais, quand on s'écartera sensi- 
ent de ce plan, la décroissance deviendra 
le. L'expérience vérifie complètement cette 
ère de voir. La portée des signaux est 
idérable dans un plan perpendiculaire à 
3nne, faible dans la direction de celle-ci. 



r/- ç - 



IMITATION DES PHÉNOMÈNES DE l'OPTIQUE. 169 

On peut donc employer, pour augmenter la 
puissance des signaux dans une direction don- 
née, deux positions de Tantenne. L'antenne 
verticale d'abord, qui correspond à la propaga- 
tion tout autour de celle-ci, et aussi l'antenne 
horizontale et normale à la direction de propa- 
gation. 

Les deux dispositifs ont été employés. Le 
premier semble le meilleur, mais le second 
donne aussi de bons résultats. 

92. Antenne réceptrice. — Les appareils ré- 
cepteurs sont également munis d'une antenne. 
Le rôle de celle-ci est d'ailleurs connu depuis 
longtemps. Son invention a donné lieu, il y a 
quelque temps, à des compétitions commer- 
ciales, et cela me semble peu justifié, car on 
peut dire que l'emploi de l'antenne comme ré- 
cepteur est dû à Franklin, qui inventa le para- 
tonnerre, et s'en servit pour produire à sa base 
tous les phénomènes électriques au moyen de 
l'énergie ainsi récoltée dans les nuages. 
. On peut se rendre compte en gros de son 
rôle de la manière suivante : Les fils jouissent 
de la propriété de propager les ébranlements 
électriques produits en un de leurs points, en 
concentrant l'onde autour de leur surface. Une 

15 



,- V -r^.if 



!70 CHAP. IX. — IMITATION DES PHÉNOMÈNES, ETC. 

antenne recevant Tonde sur toute sa longueur, 
et recevant sur toute sa longueur des ébran- 
lements synchrones, si elle est placée dans 
le plan même de Tonde, donnera donc des 
effets d'autant plus puissants qu'elle sera plus 
longue. 



CHAPITRE X. 



DISPOSITION D'UN POSTE. 
UTILITÉ ET DÉSAVANTAGES DE^LA TÉLÉGRAPHIE 

SANS FILS. 



Nous venons d'étudier, dans les Chapitres 
précédents, les éléments au moyen desquels on 
peut constituer un système de Télégraphie sans 
fils. Indiquons maintenant comment les choses 
sont disposées dans la pratique. 

93. Excitateurs employés. — On emploie pour 
la production des ondes, soit un excitateur de 
Righi à quatre boules, soit un simple excitateur 
composé de deux sphères entre lesquelles jaillit 
l'étincelle. On meta terre une des sphères cen- 
trales de l'excitateur Righi, et l'on met l'autre 
en communication avec l'antenne. Quand on 
emploie l'excitateur de Lodge, à deux boules, 
on met directement à terre l'une des boules, 
et l'on met l'autre en communication avec l'an- 
tenne. C'est là un procédé dangereux pour la 



j 



CHAPITRE X. 

î, car on en change complètement le 
e oscillatoire normal. Dans cette bobine, 
Tet, comme l'ont montré Bernstein et 
m, les deux extrémités du secondaire 
toujours à des potentiels égaux et de 
1 contraires. Quand on met à la base un 
5les du secondaire, au contraire, toute 
ërence du potentiel se produit à l'autre 
ît elle peut devenir dangereuse pour l'iso- 
[1 faut donc, pour appliquer ce procédé, 
des bobines isolées d'une manière spé- 
ou alors ne pas leur demander toute leur 
mce. 

st ce dernier dispositif qui est mis en 
maintenant par M. Marconi, et c'est par 
oyen qu'il arrive à traverser la Manche 
es signaux de la Télégraphie sans fils, en 
yant une simple bobine de 0", 15 d'étin- 



Disposition du cohéreur. — II faut ensuite 
;er convenablement le cohéreur. Celui-ci 
tre complètement à l'abri des signaux 
es par le poste transmetteur lui-même, 
là une difficulté qui peut être tournée, 
2ttant l'appareil et tous ses accessoires 
me boite métallique entièrement fermée. 



LE POSTE. UTILITÉ ET DÉSAVANTAGES. 173 

Les métaux sont, en effet, opaques pour les 
ondes hertziennes. Cela a été mis hors de doute, 
il y a peu de temps, par les expériences de 
M. Branly. Ce savant a montré, en même 
temps, la nécessité de fermer avec un soin 
tout particulier les enveloppes métalliques 
dans lesquelles on place un de ses radiocon- 
ducteurs (il ne dit pas cohéreurs). La moindre 
fente sensible suffit pour laisser passer des 
ondes capables d'impressionner l'appareil, au 
moins dans le voisinage d'un oscillateur puis- 
sant. Mais en prenant des précautions conve- 
nables, en serrant bien les joints, on met les 
appareils à l'abri des ondes émanées de l'exci- 
tateur voisin. 

95. Connexions des appareils. — Au moment 
où l'on veut recevoir une dépêche et non plus 
en envoyer, il suffit de changer les connexions, 
et de mettre l'antenne en communication avec 
le Gohéreur. Ceci se fait d'ailleurs par un pro- 
cédé tout à fait analogue à celui qui est em- 
ployé dans le télégraphe Morse ordinaire. Nous 
donnons, dans les fig, 33 et 34, les deux dis- 
positions, dont on saisira immédiatement toute 
l'analogie. Dans le cas de la Télégraphie sans 
fils, c'est l'antenne qui remplace le fil de ligne. 

15. 




17'i 



CHAPITRE X. 



Posle À 




Terre 



Elle suffit seule à la réception; mais, pour Té- 



Fig. 3i. 



) Terre 




mission, elle doit être actionnée par l'intermé- 
diaire de la bobine et de l'interrupteur. C'est 



LE POSTE. UTILITÉ ET DÉSAVANTAGES. 175 

la clef de Morse elle-même qui sert à cet usage. 
On voit que les différences entre les deux 
montages sont faibles. Dans la Télégraphie 
sans ûls le manipulateur ferme le circuit sur la 
bobine, au lieu de l'envoyer directement dans 
la ligne. Il suffit d'imaginer celle-ci très courte 
et fermée directement sur la pile, par Tinter- 
médiaire du primaire de la bobine. De plus, il 
y a un fil analogue au fil de ligne de la figure, 
qui va en a/, alors que c'est le centre du ma- 
nipulateur qui va aux appareils récepteurs. 

Nous avons représenté le manipulateur dans 
une position où tous les contacts sont rompus. 

En somme, on voit ainsi que tous les dispo- 
sitifs de la Télégraphie ordinaire sont applica- 
bles à la Télégraphie sans fils, au moins dans 
la limite de portée de celle-ci. Il n'y a que les 
dispositifs destinés à transmettre plusieurs dé- 
pêches simultanément qui soient inapplicables. 

Il nous faut maintenant indiquer les avan- 
tages et les inconvénients de ce système de 
Télégraphie. 

96. Avantages de la Télégraphie sans fils. — 
D'abord les avantages. Il n'y a plus à s'oc- 
cuper de poser des lignes métalliques coû- 
teuses; c'est là un perfectionnement considé- 



176 CHAPITRE X. 

rable, car la majeure partie du capital immo- 
bilisé dans une ligne télégraphique Test sous 
cette forme, et c'est là aussi la partie du sys- 
tème qui, étant soumise aux intempéries, s'use 
le plus. Les appareils transmetteurs et récep- 
teurs sont relativement peu encombrants, et 
permettent, par conséquent, une installation 
rapide et un transport facile. La seule partie 
encombrante est l'antenne. Dans l'installation 
actuellement faite à Wimereux par M. Mar- 
coni, cette antenne a 50" de haut, et elle 
permet d'aller à 50*"°, en passant au-dessus de 
la mer. Certes, il n'est pas commode de trans- 
porter un mât d'une hauteur pareille. Mais 
avec une hauteur beaucoup moindre, on peut 
déjà atteindre des distances de plusieurs kilo- 
mètres. 

Plaçons-nous dans le cas d'une occupation 
de territoire colonial. Il ne faut pas songer, au 
moins dans les premiers temps de l'occupation, 
à installer une ligne télégraphique. Au con- 
traire, il ne sera pas difficile d'installer une 
série de postes de Télégraphie sans fils, ana- 
logues à celui que nous venons de décrire, et 
distants l'un de l'autre de la portée convenable. 
On pourra même, aussitôt les opérations mili- 
taires terminées, élever des antennes assez 



w 



LE POSTE. UT.LITÉ ET DÉSAVANTAGES. 177 

hautes pour avoir des portées considérables. 

De plus, il y a à la Télégraphie sans fils un 
grand avantage dans le cas qui nous occupe : 
c'est qu'en plaçant des postes récepteurs con- 
venables on peut communiquer dans toutes les 
directions. Un poste' fixe à grande antenne 
pourra donc envoyer une dépêche simultané- 
ment dans toutes les directions. On comprend 
l'importance considérable de cette possibilité 
dans le cas d'une expédition militaire. 

Mais ce n'est pas seulement dans ce cas que 
la diffusion de signaux et la mobilité possible 
du récepteur ont une importance capitale. 
Considérons le problème si utile à résoudre 
de la communication des navires entre eux 
et avec la côte. On en est réduit actuelle- 
ment aux signaux sémaphoriques qui com- 
portent l'emploi d'objets opaques pendant le 
jour et de lanternes pendant la nuit. Tous ces 
signaux sont rendus inutiles par le moindre 
brouillard, et c'est surtout alors que les com- 
munications seraient indispensables. On em- 
ploie souvent dans ce cas des signaux sonores 
dus à de grosses sirènes. Mais par ce procédé 
on ne peut rien notifier de net aux intéressés. 

Supposons au contraire un poste de Télé- 
graphie sans fils sur la côte. Il pourra envoyer 



178 CHAPITRE X. 

à tous les bateaux porteurs d'une antenne et 
d'un cohéreur actionnant un récepteur Morse, 
toutes les indications possibles, et cela avec 
tous les détails désirables et même en temps 
de brouillard. Bien des naufrages pourront 
être ainsi évités. D'ailleurs, dans le cas où le 
temps est clair, on pourra d'un sémaphore don- 
ner un avis à un navire déterminé, en lui signa- 
lant l'angle que fait la ligne de visée du séma- 
phore au navire avec le méridien magnétique. 

En munissant chaque navire d'un poste 
complet, la communication entre navires sera 
assurée même en cas de brouillard, et la plu- 
part des collisions en mer seront évitées. 
L'installation d'un pareil poste sur les navires 
actuels ne présente aucune difficulté, car la 
plupart des navires importants sont munis 
d'une installation électrique complète. L'éner- 
gie électrique utile n'est d'ailleurs pas bien 
considérable, puisque les communications à 
oO*"" de M. Marconi se font avec deux ou trois 
accumulateurs actionnant une bobine de 0°", 15 
d'étincelle. 

On pourra aussi, par ce procédé, arriver à 
faire des indications explicites aux trains en 
marche. Au moins dans nos pays, nulle part 
la distance entre deux stations ne dépasse la 



LE POSTE. UTILITÉ ET DÉSAVANTAGES. 179 

portée de la Télégraphie sans fils. En munis- 
sant alors chaque staiion d'une antenne suffi- 
samment haute, on pourra prévenir les trains 
situés dans une région étendue de tout événe- 
ment imprévu, à condition de les munir d'un 
poste récepteur. C'est là un procédé autrement 
sûr et autrement pratique que les disques. 

Mais il y a à ce système un désavantage^ : 
c'est que les cohéreurs actuels fonctionnent 
pour toutes les perturbations électriques de 
l'atmosphère. Ce système ne sera donc plus 
commodément applicable en cas d'orage, et 
c'est là un grave inconvénient. Cependant il 
n'est pas impossible de concevoir un système 
de signaux qu'on puisse déchiffrer malgré des 
perturbations atmosphériques, au moins tant 
qu'il n'y a pas un véritable orage. Les mo- 
ments d'inutilisation seront ainsi bien limités. 

D'ailleurs, M. Marconi dit avoir trouvé un 
moyen qu'il garde secret, pour qu'un poste ne 
soit sensible qu'aux ondes émises par un exci- 
tateur déterminé. Ceci parerait peut-être à la 
difficulté que nous venons de signaler. 

En somme, on peut dire que, aux divers 
points de vue que nous venons d'examiner, la 
Télégraphie sans fils vient à son heure. Le 
siècle qui finit peut, en effet, s'appeler le siècle 



180 CHAPITRE X. 

de$ transports à grande vitesse et à grande 
distance. La Télégraphie sans fils permet aux 
diverses unités de transport de rester con- 
stamment en rapport avec des points fixes, 
malgré Téloignement et la vitesse. Ceci est dû 
essentiellement à la propriété de diffusion des 
signaux de la nouvelle méthode. 

Avant de passer à Tétude des désavantages 
de la Télégraphie sans fils, citons encore cer- 
tains cas où ce système de transmission d'un 
déclenchement d'énergie pourra être utile. On 
pourra supprimer l'emploi des traînées de 
poudre ou du cordeau Bickford pour mettre le 
feu aux mines, et cela sans avoir besoin de 
poser un long fil entre la mine à faire sauter 
et le point d'où l'on veut la faire sauter. L'in- 
dustrie pourra tirer de là un parti considé- 
rable, la guerre aussi. On conçoit, en effet, la 
possibilité de faire éclater à distance, et sans 
communication possible à rompre, des mines 
situées autour d'une place forte, ou des tor- 
pilles disposées dans une passe resserrée. 

Mais, dans ce dernier cas, le danger pour 
l'ennemi ne serait pas bien grand; il suffirait 
d'avoir sur les navires, par exemple, un trans- 
metteur pour faire sauter toutes les torpilles 
de ce genre longtemps avant d'arriver dessus. 



, 



LE POSTE. UTILITÉ ET DÉSAVANTAGES. 181 

Tels sont les avantages de la méthode. 
Voyons maintenant ses inconvénients. 

S7. Désavantages de la Télégraphie sans fils. 

— Tout d'abord, les communications sont lentes 
relativement aux distances parcourues. Nous 
avons vu que, pour les longues lignes, il fallait 
attendre à chaque signal l'établissement du 
régime permanent dans la ligne. Cela exige 
une manipulation lente. Dans le cas qui nous 
occupe, la ligne n'existe plus, mais elle est 
remplacée par la bobine d'induction. Celle-ci 
possède, comme nous l'avons dit, une constante 
de temps, identiquement comme un long fil; 
la cause en est seulement différente : c'est la 
self-induction et non la capacité. Si donc on 
veut employer de faibles piles, ce qui est in- 
dispensable pour pouvoir faire l'interruption 
par le manipulateur Morse, il faut manipuler 
lentement, de manière que le courant arrive à 
son régime permanent dans la bobine. 

Pour les distances de 50''"' actuellement at- 
teintes, la lenteur est plus grande que dans la 
Télégraphie par fils. 

La diffusion des signaux empêche absolu- 
ment le secret des dépêches, au moins quand on 
n'a pas recours à la cryptographie. Il suffit, en 

B. 10 



'.■,^'] 



frf 






U"'. 



ri- 



1,- 



182 CHAPITRE X. 

effet, d'établir un poste récepteur quelconque 
dans un rayon égal à la portée autour du poste 
transmetteur, pour recueillir les signaux, 

Il est donc matériellement impossible, au 
moins actuellement, d'espérer établir un ser- 
vice régulier desservant un territoire au moyen 
de la Télégraphie sans fils. On ne pourra espé- 
rer réaliser un système de cette espèce, si éco- 
nomique pourtant, qu'en arrivant à concentrer 
les ondes hertziennes autrement que par Tan- 
tenne. Ceci semble bien difficile a priori. Nous 
avons vu, en effet, que les concentrateurs 
sans diffraction notable étaient impossibles 
à construire dans des dimensions réalisables 
pour les ondes hertziennes de longueur admis- 
sible. Pouvons-nous donc espérer arriver à 
produire des ondes d'une longueur plus courte 
et agissant cependant sur le cohéreur? Une 
expérience de MM. Nichols et Rubens semble 
au premier abord le prouver. Ces savants ont 
montré que Ton pouvait produire, au moyen 
de nos sources de lumière terrestres, des 
ondes calorifiques de 50 et 60 microns de lon- 
gueur d'onde, qui jouissent de la propriété 
d'être absorbées par des réseaux formés de pe- 
tits résonateurs métalliques accordés pour leur 
période. On pourrait donc espérer obtenir des 



LE POSTE. UTILETK ET DK.SAVANTAr.ES, 183 

radiations courtes et jouissant encore de pro- 
priétés analogues h celles des ondes électri 
par exemple d'exciter une antenne et ( 
sur un cohéreur. Mais l'expérience a pi 
à MM. Nichols et Rubens que ces radiï 
étaient puissanament absorbées par toi 
corps et par l'air lui-même. On ne peut 
espérer,' pour cette seule cause, la réalis 
de la Télégraphie sans fils par le nr 
d'ondes ' concentrables dans une direi 
Nous avons déjà vu l'impossibilité de les 
duire avec une énergie suffisante par des 
cédés électriques. Nous voyons maint* 
l'impossibilité de les utiliser, même si ( 
produisait par uïi procédé analogue à cel 
MM. Rubens et Nichols. 

98. Résumé des applications possibles. - 
somme, la Télégraphie sans flls est su 
tible de nombreuses et importantes ap] 
tions, mais seulement dans des cas bien r 
ment déterminés. Il est impossible de s< 
à réaliser par ce procédé un système coi 
de Télégraphie dans un pays ayant beso 
communications dans toutes les direct 
isolées et indépendantes les unes des ai 

Mais si la Télégraphie sans flls n'es 



184 CHAPITRE X. 

utilisable directement de la sorte, on peut se 
demander si ses principes ne doivent pas ame- 
ner bientôt des perfectionnements considé- 
rables en Télégraphie par fils. Nous avons vu, 
en effet, que les fils métalliques jouissaient 
de la propriété de concentrer le long de leur 
surface les ondes électriques et de les propa- 
ger presque sans affaiblissement. Cela nous a 
été prouvé par les expériences de M. Blondlot. 
On peut donc penser que, au moins dans le 
cas où les lignes sont très longues, on aura 
intérêt à employer, au lieu de courants ordi- 
naires, des ondulations électriques qui se pro- 
pageront le long du fil avec la vitesse de la 
lumière, et qui viendront impressionner sim- 
plement un cohéreur à l'extrémité du fil. 

Les ondulations transmises le long des fils 
sont d'ailleurs susceptibles de mettre en 
œuvre des appareils autrement moins délicats 
que le cohéreur. De simples résonateurs ana- 
logues à celui de Hertz fonctionnent encore à 
de grandes distances. On peut alors espérer, 
en produisant des ondes de périodes variables, 
arriver à envoyer des signaux qui ne seront 
perçus qu'aux points où se trouve un résonateur 
accordé dans des limites convenables. Des essais 
de ce genre ont été faits par ]\I. Turpain. 



r 



LE POSTE. UTILITÉ ET DÉSAVANTAGES. 185 

• 

Enfin des essais analogues ont été faits 
par M. Preece et M. Lodge dans le cas de la 
transmission sans fils. Le système employé est 
tout différent de celui de M. Marconi. L* oscil- 
lateur est une ligne très longue et munie à ses 
extrémités de condensstlieurs. Il en est de même 
du résonateur. Les expériences ont permis de 
communiquer au-dessus de la mer à plusieurs 
kilomètres. Mais il semble bien que les frais 
d'établissement dans ce cas soient considé- 
rables, et que les distances parcourues doivent 
être faibles. La manipulation aussi doit être 
lente. Nous n'insistons pas sur cette dernière 
question qui sort du cadre de notre sujet. Nous 
avons voulu, en efîet, seulement donner un 
aperçu sur la propagation des ondes élec- 
triques, et montrer que ces curiosités de labora- 
toire sont susceptibles d'applications pratiques 
de la plus haute importance pour la Télégra- 
phie sans fils d'abord, et peut-être pour le per- 
fectionnement de la Télégraphie par fils. 



16. 



PESDICE suit LA THÉORIE DE LA PROPAGATION 
LE LONG D'UN CONDUCTEUR. 



>us allons, dans cet Appendice, donner les 
ules qui sont basées sur les idées an- 
les des actions à distance et montrer à 
les conditions elles sont applicables. Mais, 
ne nous aurons à étudier des vitesses de 
agation, nous allons d'abord indiquer eom- 
t on les définit. 

. Vitesse de propagation d'une onde- — 

un vecteur v périodique qui définit une 
irbation se propageant par onde plane, 
-à-diré sans affaiblissement; v aura une 
,tion dans l'espace et une variation dans 
mps. Nous supposerons toujours réalisé 
s limite où v peut toujours être considéré 
tie très petit, où les amplitudes sont infi- 
ni petites par conséquent, c'est-à-dire que 
considérerons un cas limite qui est le 



LA PROPAGATION LE LONG D'UN CONDUCTEUR. 187 

seul dont s'occupe la théorie de l'élasticité. 
Définissons dans ces hypothèses la v" 
propagation de l'onde caractérisée p. 
riable v. 

En avant du front de l'onde, c ser 
quement nul, il sera donc nul ainsi qi 
ses dérivées. Sur le front de Tond* 
encore nul, mais sur le point de prei 
valeur. Mais c reste toujours infinime 
même au bout d'un temps fini; et non 
serons que les courbes de variation d 
tiendront en réduisant indéfiniment le 
nées d'une courbe à ordonnées finit 
ces conditions, ta courbe des variati( 
en fonction du temps sera au moins ta 
l'axedes a;, c'est-à-dire que jr = 0, -jtj 
avoir une valeur finie pour f = 0. C 
pour la variation en fonction de la i 
Donc nous aurons, dans ces condil 
front de l'onde, x étant l'abscisse de c 



188 CHAPITRE XI, 



d*où, en éliminant ^ 



n 



Or X étant Tabscisse du front de Tonde, -^ 
est la vitesse de celui-ci, donc Téquation 
^ = ^-^4 est Téquation de propagation d'une 
onde plane douée d'une vitesse c^, et soumise 
à la condition que ^ = ^ = 0. 



100. Équation de la propagation le long d'un 

il. — Soient r la résistance du fil par unité de 
ongueur, c sa capacité et l sa self-induction, 

Fig. 35. 




également par unité de longueur. Soient v le 
potentiel en un point du fil, x la coordonnée 
prise suivant son axe. Nous allons écrire 
Texpression des lois du courant continu ou du 
courant à variation lente, étudiée dans la 
théorie ordinaire de Tinduction. 



LA PROPAGATION LE LOMG D'UN CONDU 

La force électromotrice entre A et 
aux potentiels c et c + dv est — -r 
allons exprimer que cette différence c 
est égale à la somme de celle qui 
saire pour vaincre la résistance ohm 
et de la force électromotrice de sel. 
l^.dx; ilvient, en divisant par dx, 

Écrivons que la variation de la qu 
lectricité qui passe dans le temps dt p 
sections distantes de dx, est due à I 
d'électricité accumulée à la surface 
lui donner le potentiel électrostatit 
La variation de la quantité q d'éle( 
— ^-—dxdt, ia quantité absorbée pj 
le long de l'élément dx est c^ d 
aurons 



donc 
(2) 



190 CHAPITRE XI. 

Nous négligeons la perte par défaut d'isole- 
ment. 
( 1 ) donne 

d^v ai . à ai dv . â^v 

()X^ ÔX àt ôx àt àt^ 



ou 



âx^ Ot' àt 



Introduisons ici Thypothèse que le point 
considéré est le front de Tonde, c'est-à-dire 

^ = 0, il reste —-j- = l^-jn' qui montre que 

Tonde a une vitesse égale à i/y 

Nous avons supposé essentiellement, pour 
établir cette équation, Texistence des lois de 
Tinduction relative à des ondulations infiniment 
lentes et, par conséquent, nous n'avons pas 
considéré ce qui se propage dans le diélectrique 
avec la vitesse de la lumière. Ceci ne pourra 
donc s'appliquer qu'un temps fini après le 
commencement de la perturbation. 

Si nous supposons négligeable la self-induc- 
tion, nous voyons que cela revient à supposer 
infinie la vitesse de propagation; c'est-à-dire 
que nous étudions avec une certaine approxi- 
mation ce qui se passe au bout du câble. 
Notre approximation ne sera donc permise que 



LA PROPAGATION LE LOXfi D'CX CONDUCTEUR. 191 

quand le temps sera assez grand entre l'ori- 
gine de la perturbation et le moment (•""=! ^''^'-•1 
Dans ces conditions, l'équation devi< 



C'est cette équation qui donne la co 
là fig. 12. On suppose que cette cou 
simultanément en tous les points du 

101. Circuits innniment petits. l'Bi 
duction. — Si nous supposons maint 
capacité nulle, nous n'avons plus qu'à 
l'équation (1), Supposons le circuit, i 
ramassé, c'est-à-dire tel que la pe. 
puisse être considérée comme simu 
tous ses points, et prenons d'abord ii 
bobine d'induction, celui où l'on f 
force électromotrice constante sur 1 
Dans ce cas, puisque nous considén 
circuit comme un élément, ( et r de 
la self totale L et la résistance totale 
cuit. 11 vient alors, en appelant E 
électromotrice constante, 

(3) E = Ri + L^. 

Dans cette équation, les variable 



192 CHAPITRE XI. 

parées, en a donc i on fonction de t par une 
simple intégration 

•' di L, E-iR 







OU 



•■=l(--'') 



V 

r^ = io intensité finale en régime permanent 



on peut écrire 










• • 

i — ? 

1*0 





— e ^ 




La fraction - 


— io 


au 


bout 



lo 

d'autant plus petite que jj sera plus grand. 

r est ce qu'on nomme la constante de temps 
du circuit. Si l'on veut savoir le temps au bout 



duquel — ^ sera une fraction — - donnée, on 



log représente le logarithme népérien, 



102. 2"" Décharge d'un condensateur dans une 
self-induction. Formule de Thomson. — Nous 



LA PROPAGATION LE LONGr D'UN CONDl 

allons encore supposer que la perti 
simultanée dans tout le système, 
instant déterminé, q la charge du 
teur, sa différence de potentiel serj 
sa capacité. Si i est l'intensité dar 
rejoint les deux armatures, et si R ( 
tance et L sa self, écriTons que, d'aj 
tion(3),E = Ri + L5J. Ici, E = |. 
donc il vient 

Cherchons à résoudre cette équal 
sant q = e^', il vient 



e»'rLaî-HRa+ i^=0. 



L'équation. sera satisfaite si a e 
deux racines de La'+Ra + - = 
solution sera 

A et B étant déterminés par la con 
à l'origine, ( = 0, i = 0, q = Q. 



f^l 



194 CHAPITRE XI. 

Les racines sont 



2L ~ V ^*L« L( 



Les exponentielles seront réelles si 





4L» 


i 

Le 


>0; 


elles seront 


imaginaires 


si 




R2 

4L* 


l 
Le 


<o, 


c'est-à-dire 









^<yi 



Dans ce cas, la partie réelle de la solution sera 
une fonction circulaire. 
Posons alors 



U , / l 

2L=^' Vl^- 



R2 






4L2 T 

il vient 



a = — a in - 

T 



et la solution sera 



q = e-af / A cos- -h B sin - 



par la formule d'Euler; 



LA PROPAGATION LE LONG d'UN CONDUCTEUR. 195 

ce qui peut se mettre sous la forme 

g = K e-«' sin ( — h «p ) 



Où 



K = v/A2 ■+- B2 et tangcp=;5; 



ce qui montre que la décharge sera oscil- 
lante et amortie; le coefficient d'amortissement 

sera a= -rr-et la période sera T = -^ • 



FIN. 



•i 



TABLE DES MATIÈRES. 



Avant-Propos 

CHAPITRE I. 
QaelQQes. mots bqf la. Télégraphie par 

1 . Plan de cet Ouvrage 

2. Un mot d'histoire au sujet de la Télégra 

Lesage, Ampère. Morse 

3. Régime permanent et régime variable 

4. Régime permanent. Loi de Ohm 

5. Relais 

6. Clef de Morse 

7. Alphabet Morse 

8. Récepteur de Morse 

9. Récepteurs des lignes sous-marines 

10. Élimination des courants telluriques 



CHAPITRE II. 
Modèle matériel de transmission d'éne 



1 1 ■ La période variable 

■2. Assimilation au pendule. . 



198 TABLE DES MATIÈRES, 

Page». 

13. Inconvénients de la période variable 21 

14. Assimilation hydraulique 23 

15. Vitesse de propagation d'un ébranlement 29 

16. Causes d'erreur dans la mesure d'une vitesse de 

propagation .31 

17. Résumé des causes de l'étalement de Tonde.... 33 



CHAPITRE m. 

Comparaison des phénomènes électriques 
et des phénomènes matériels. 

19. Idées générales sur les phénomènes électriques. 36 

20. Du potentiel et de la capacité électrique 39 

21. Courant électrique 42 

22. Effet de la capacité électrique sur la période 

variable : 43 

23. Résistance électrique 46 

24. Induction 47 

25. Energie du courant induit 49 

26. Énergie de milieu 50 

27. Divergence entre les phénomènes électriques et 

. les phénomènes hydrauliques 51 



CHAPITRE IV. 
Ondulations propagées et ondulations propres. 

28. Vitesse de propagation d'un ébranlement 55 

29. Effet de la diffusion du courant sur la vitesse de 

propagation. 57 

30. Expériences de Fizeau et Gounelle 58 

31 . Expériences de Siemens 62 

32. Étude de l'onde dans les cas simples 64 

33. Bobines d'induction 65 

34. Câbles sous-marins 67 



TABLE DES MATIERES. 

35. Propagation le long des fils des ondi 

36. Signaux bridés de Ttioinson 

37. Période propre d'ondulation 

38. Formule de Thomson , 

39. Eïpôrienoes de Peddersen 

40. Expériences de Blondlol 

41. Position de la force électrique dans les 

fions fréquentes 

42. Résistance du courant variable 



CHAPITRE V. 
La. prodaotlon des ondulations rap 

44. Rdie de l'étincelle dans la production de 

latïons 

45. Ordre de grandeur des oscillations de di 

des condensateurs et du temps de l'ét 
4(>. Raccourcissement des périodes 

47. Excitateur de Hertz 

48. Etincelle efficace 

49. Eicilaleurs de Lodge, de Righi, de BoSi 

50. Excitateur de Blondlot 

ai. Propagation le long des fils 



CHAPITRE Vr. 
Les récepteurs d'ondniations éleotr: 

53. Conditions où les lois ordinaires de l'in 

sont valables 

54. Le résonateur de Hertz 

&5. Période propre du résonateur 

56. Excitateur el résonateur accordés 

57. Le résonateur ouvert 



200 TABLE DES MATIÈRES. 

Pages. 

58. Le cohérenr 109 

59. Régénération du cohéreur 112 

60. Expériences sur le fonctionnement du cohéreur. 113 



CHAPITRE VII. 
ProiMigatlon de rindaction dans les dlélectriqaes. 

61. Les rôles du diélectrique dans les diverses 

théories 128 

62. Rôle probable de l'éther lumineux 130 

63. Importance des phénomènes électriques pour la 

théorie de l'éther 131 

64. Phénomènes possibles à étudier avec les oscilla- 

tions électriques dans l'air 132 

65. Longueur d'onde 133 

66. Phase du mouvement vibratoire 135 

67. Les interférences 135 

68. Miroirs de Fresnel 137 

69. Expériences de MM. Wiener et Lippmann 137 

70. Longueur d'onde de la lumière 139 

71 . La diffraction 140 

72 . Concentration des radiations 141 

73. Éclat d'une source 142 



CHAPITRE VIII. 

Propagation de l'induction dans les diélectriques 

(suite). 

74. Vitesses de propagation des perturbations élas- 

tiques et électriques 144 

75. Les idéfes de Maxwell 145 

76. L'œuvre de Hertz 149 

77. Interférences au-devant des miroirs 150 

78. Expériences directes de réflexion 151 



TABLE DES MATIÈRES. 201 

Pages. 

79. Divergences numériques des premières expé- 

riences 152 

80. Résonance multiple 153 

81 . Expériences de Strindberg 155 

82. Longueur d'onde d'un résonateur. Réflexion au 

bout d'un fil 156 

83. Egalité de la vitesse de propagation dans l'air 

et le long des fils 156 

84. Importance du résultat précédent. Causes d'er- 

reurs dans le calcul des périodes 157 

85. Résumé de la théorie électromagnétique de la 

lumière 158 



CHAPITRE IX. 

Imitation des phénomènes de l'Optictue. Concentration 

des ondes. 

86. Importance de la diffraction dans la pratique.. 160 

87. Réduction des longueurs d'ondes. Diminution 

de l'éclat de la source 161 

88. L'antenne 163 

89. Rôle de l'antenne 164 

90. Rôle de l'antenne pour l'émission des ondes. 

Perturbations aux extrémités des fils 165 

91. Analogie optique des ondes concentrées par 

l'antenne. Expérience de Zeeman 166 

92 . Antenne réceptrice 169 



CHAPITRE X. 

Disposition d^un poste. Utilité et désavantages 
de la Télégraphie sans fils. 

93 . Excitateurs employés 171 

94. Disposition du cohéreur 172 

95. Connexion des appareils 173 



^ji 



alliages de la TëlËgraphie sans fils I7S 

isav&ntagea de la Télégraphie sans fih ISl 

isumé des applications possibles 183 



CHAPITRE XI. 



Ifsse de propagation d'une onde 

[uation de la propagation le Long d'un fil 

rcuits infiniment petits : f Bobine d'induc- 



DÉcharge d'un condensateur dans u 
nduction. Formule de Thomson 



. Imp. GAUTIIIER-VlLLjtnS. n